DE60118636T2

DE60118636T2 - System und Verfahren zum Ausrichten von Behältern

Info

Publication number: DE60118636T2
Application number: DE60118636T
Authority: DE
Inventors: Craig W. Elgin Arends; Robert Glen Elly Lam; Lonnie R. Naperville Seymour
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: TW466201B; ATE323027T1; DK1120348T3; KR100746599B1; NO20010394D0; PT1120348E; DE60118636D1; NZ509484A; NO20010394L; CA2327054A1; CN1234570C; JP2001213408A; CN1319536A; ES2261343T3; US6688465B2; EP1120348A3; MXPA01000778A; AU751918B2; US20030047475A1; EP1120348A2

Description

Diese Erfindung betrifft ein System, eine Packung und ein Verfahren zum Verpacken einer Mehrzahl von Behältern in einem Träger in einer ausgerichteten Weise, wie zum Beispiel in dem Dokument FR 1 545 680 .
Behälterträger sind oft thermoplastische ringartige Träger, die allgemein „Sechserpack"-Ringe heißen, welche eine Mehrzahl von Behältern zu einer einzigen Packung vereinheitlichen bzw. binden. Karton, Pappe und Kunststoffschrumpfverpackung werden ebenfalls allgemein benutzt, um mehrere Behälter zu einem Gebinde zu vereinen. Die zu einem Gebinde vereinten Behälter werden im Allgemeinen zufällig ausgerichtet, so dass jeder Behälter in einer unterschiedlichen Drehausrichtung innerhalb des Trägers angeordnet ist. Diese zufällige Orientierung führt zu Problemen, welche mit dem Darstellen der Packung, insbesondere dem Warenzeichen und Grafiken der Behälter, verbunden sind. Zusätzlich ist es oft vorzuziehen, dass UPC Etiketten an den jeweiligen Behältern richtig ausgerichtet sind, entweder nach innen oder nach außen zeigend.
Gemäß einem im Fachgebiet bekannten Verfahren, werden die einzelnen Behälter nach dem Verpacken von zufällig ausgerichteten Behältern in dem Behälterträger entweder manuell oder mechanisch in eine bevorzugte Ausrichtung gedreht. Die Drehung der Behälter kann, sobald die Behälter in dem Behälterträger in Eingriff sind, die Integrität des Behälterträgers durch ein übermäßiges Drehmoment, welches an den jeweiligen thermoplastischen Ringen in dem Behälterträger angelegt wird, zerstören. Alternativ kann die Drehung der Behälter unmöglich sein, wenn die Behälter in anderen Packungen, welche dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, versiegelt sind.
Deshalb besteht ein Bedarf an einem System und einem Verfahren zur Ausrichtung von Behältern in einer Packung, ohne die Integrität des Trägers zu zerstören oder den Verpackungsprozess zu verlangsamen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Verwendung mit einer Verpackungsmaschine zur Ausrichtung von Behältern in einem Behälterträger bereitgestellt, wobei das System beinhaltet:

– eine Einlassfördervorrichtung;
– ein Ausrichtungsrad, welches mit Bezug auf die Einlassfördervorrichtung verbunden ist, um eine Mehrzahl von nicht ausgerichteten Behältern aufzunehmen, wobei das Ausrichtungsrad angepasst ist, jeden nicht ausgerichteten Behälter in eine richtige Ausrichtung zu drehen, was zu einer Mehrzahl von ausgerichteten Behältern führt;
– ein Überführungsband, welches mit Bezug auf das Ausrichtungsrad verbunden ist, wobei das Überführungsband angepasst ist, um jeden ausgerichteten Behälter in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad zu der Verpackmaschine zu überführen; und
– eine Vorrichtung, welche innerhalb der Verpackungsmaschine positioniert ist, um den Behälterträger über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern anzuordnen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verpacken einer Mehrzahl von Behältern in einem Behälterträger bereitgestellt, wobei das Verfahren beinhaltet:

– das Zuführen einer Mehrzahl von Behältern in ein Ausrichtungssystem, um die Drehposition eines jeden Behälters in einer ausgerichteten Position zu fixieren;
– Transferieren eines jeden ausgerichteten Behälters in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungssystem zu einer Verpackungsmaschine; und
– Anbringen des Behälterträgers über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern.

Der Träger kann z.B. ein thermoplastischer Ringträger sein, ein pappschachtelartiger Träger oder ein Kunststoffschrumpfverpackungsträger.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Ausrichtungsrad eine oder mehrere Ausnehmungen, die jeweils eine Einspannvorrichtung aufweisen, um mit einem Ende eines jeden Behälters in Eingriff zu gelangen, und eine Druckplatte, um ein gegenüberliegendes Ende eines jeden solchen Behälters zu kontaktieren. Kontakt wird zwischen der Einspannvorrichtung und dem Behälter bündig und vorzugsweise zusammenpassend so hergestellt, dass der Behälter in Synchronisation mit der Einspannvorrichtung drehbar ist. Ein Motor ist vorzugsweise mechanisch an die Einspannvorrichtung gekoppelt, um eine Drehung des Behälters zu bewirken.
Bei einer Ausführungsform ist mindestens ein Sensor zusätzlich mit Bezug auf das Ausrichtungsrad zum Auffinden der ausgerichteten Position des Behälters und zum Senden eines Signals an den Motor verbunden, um die Drehung des Behälters zu stoppen. Der Sensor arbeitet vorzugsweise in Verbindung mit einer Kennzeichnungsmarkierung, welche an jedem Behälter oder an oder in einem Etikett für jeden Behälter angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Kombination umfasst der Sensor eine Ultraviolett-Photozelle und die Kennzeichnungsmarkierung beinhaltet eine visuell nicht wahrnehmbare Markierung, wie z.B. eine Ultraviolett-Kennzeichnungsmarkierung, welche an dem Behälter angeordnet ist.
Wenn der Sensor eine richtige Drehposition des Behälters identifiziert, stoppt der Motor vorzugsweise die Drehung des Behälters und fixiert die Ausrichtung des Behälters in dem Ausrichtungsrad.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Verpackung bereitgestellt, die durch ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt hergestellt ist, wobei die Packung umfasst:

– eine Mehrzahl von Behältern, welche in mindestens einer Längsreihe von Behältern angeordnet sind, wobei jeder benachbarte Behälter in der mindestens einen Längsreihe von Behältern in einer unterschiedlichen Drehposition relativ zu jedem anderen Behälter positioniert ist; und
– eine Mehrzahl von Anzeigefeldern, welche um einen Umfang eines jeden Behälters umfangsmäßig angeordnet werden, wobei jedes benachbarte Anzeigefeld in der Längsreihe von Behältern ein unterschiedliches nach außen zeigendes Anzeigefeld aufweist, wodurch ein einheitliches Reklame-Anzeigefeld entlang mindestens einer Längsseite der Packung gebildet wird.

Die ausgerichteten Behälter gelangen dann mit einem in Bezug auf das Ausrichtungsrad verbundenen Überführungsband in Eingriff. Das Überführungsband transferiert einen ausgerichteten Behälter in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad zu der Verpackungsmaschine. Das Überführungsband kann eine Mehrzahl von Fingern beinhalten, welche beabstandet sind, um ausgerichtete Behälter von dem Ausrichtungsrad aufzunehmen. Die Mehrzahl der Finger ist vorzugsweise tastfähig bzw. taktil, um so ausgerichtete Behälter zu ergreifen und jedwede Drehung aus einer ausgerichteten Position zu vermeiden. Zusätzlich muss das Überführungsband mit ausreichender Kraft greifen, um eine Drehung zu vermeiden, wenn der Behälter entlang eines stationären Bodens oder gegen eine stationäre Wand gleitet.
Das Überführungsband führt dann ausgerichtete Behälter direkt in die Verpackungsmaschine zu. Bei einer Anwendungsform für das System gemäß dieser Erfindung beinhaltet die Verpackungsmaschine eine Mehrzahl von Backen, die angeordnet sind, um den Behälterträger über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern aufzubringen, was zu einer Packung von richtig ausgerichteten Behältern führt. Alternativ kann die Verpackungsmaschine andere Anordnungen einschließen, wie z.B. Kartonladevorrichtungen, welche dem Durchschnittsfachmann bekannt sind. Die Ausrichtung eines jeden jeweiligen Behälters kann relativ zu benachbarten Behältern eingestellt werden, um der Konfiguration des Behälterträgers zu entsprechen.
Die vorliegende Erfindung liefert ein System und ein Verfahren zum Verpacken einer Mehrzahl von Behältern in einem Träger in einer ausgerichteten Weise. Insbesondere liefert sie ein System und ein Verfahren zum Ausrichten einer Mehrzahl von Behältern vor dem Verpacken derselben in einem Träger.
Vorzugsweise liefert diese Erfindung ein System und ein Verfahren, welches die Ausrichtung von benachbarten Behältern in verschiedenen Drehpositionen relativ zueinander ermöglicht. Auf die Weise kann eine Packung, welche eine Mehrzahl von einzelnen Behältern aufweist, jeden Behältern in derselben Ebene ausgerichtet haben, und die ausgerichteten Behälter so aufweisen, dass ein unterschiedlicher Teil des Etiketts eines jeden Behälters sichtbar ist, so dass entlang einer Seite der Verpackung die Bilder an benachbarten Behältern zusammenpassen, um ein einziges Bild zu liefern, welches sich entlang der Seite der Packung erstreckt.
Besondere Ausführungsformen in Übereinstimmung mit dieser Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht eines Systems zum Verpacken von Behältern;
2 eine Draufsicht eines Systems zum Ausrichten von Behältern;
3 eine schematische Draufsicht eines Ausrichtungsrades und eines Überführungsbandes;
4 eine schematische Draufsicht eines Systems zum Ausrichten von Behältern;
5 eine Seitenansicht des Systems zum Ausrichten von Behältern, welches in 4 gezeigt ist, im Querschnitt;
6 eine Seitenansicht einer Einspannvorrichtung im Schnitt;
7 eine perspektivische Seitenansicht einer Druckplatte;
8 eine Draufsicht von oben von verschiedenen Verbindungselementen eines Überführungsbandes;
9 eine Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern;
10 eine Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern, gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform;
11 eine Draufsicht eines Behälters von oben, welcher drei Anzeigefelder aufweist;
12 eine Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern;
13 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Verpacken von ausgerichteten Behältern gemäß der Packung, welche in 9 gezeigt ist, beschreibt; und
14 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Verpacken von ausgerichteten Behältern gemäß der Packung, welche in 12 gezeigt ist, beschreibt.
Die 1 bis 5 zeigen ein System zur Verwendung einer Verpackungsmaschine zum Ausrichten von Behältern in einen Behälterträger. Das System wird vorzugsweise in Verbindung mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen benutzt, um Behälterträger 55 an einer Mehrzahl von Behältern 60 anzubringen. Die Behälterträger 55 können, obwohl nicht notwendiger Weise, aus einem elastischen thermoplastischen Material gebildet sein, welches eine Mehrzahl von Behälter aufnehmenden Öffnungen, je um mit einem Behälter 60 in Eingriff zu gelangen, aufweist. Alternativ können andere Verpackungen, welche Durchschnittsfachleuten bekannt sind, in Verbindung mit dem System verwendet werden, wie z.B. Pappe und Schrumpfverpackung.
Bei einem Beispiel solcher herkömmlicher Verpackungsmaschinen führt die Einlassfördervorrichtung 15 die Mehrzahl von Behältern 60 in die Verpackungsmaschine 20 zu, welche eine Mehrzahl von Backen 22 aufweist. Die Mehrzahl von Backen 22 spreizt den Behälterträger 55 vorzugsweise auf und bringt jeden Behälter 60 mit der Behälter aufnehmenden Öffnung in Eingriff. Wenn die Backen 22 wieder entfernt werden, ist der Behälterträger eng anliegend mit einer Mehrzahl von Behältern in Eingriff, und bei Fehlen eines Systems zum Ausrichten von Behältern ist jeder Behälter rotationsmäßig in einer im allgemeinen zufälligen Ausrichtung positioniert. Bei alternativen Beispielen von solchen herkömmlichen Verpackungsmaschinen führt die Einlassfördervorrichtung 15 die Mehrzahl von Behältern 60 in Pappträger zu, die geklebt oder anderweitig versiegelt sind, oder in Kunststoffhülsen, die schrumpfverpackt oder anderweitig versiegelt werden.
Das System gemäß der einen bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wirkt vorzugsweise mit der Einlassfördervorrichtung 15 und der Verpackungsmaschine 20 zusammen. Der Einlass 17 des Systems akzeptiert vorzugsweise eine Mehrzahl von Behältern 60 von der Einlassfördervorrichtung 15.
Der Einlass 17 kann das Einlassrad 18 zum Transfer und möglicher Vereinzelung von Behältern 60 von der Einlassfördervorrichtung 15 zu dem Ausrichtungsrad 25 umfassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung stellt die Einlassfördervorrichtung 15 zwei einzelne Einordnungsreihen von Behältern 60 dem Einlass 17 des Systems zur Verfügung.
Das System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist vorzugsweise zwischen einer herkömmlichen Einlassfördervorrichtung 15 und der Verpackungsmaschine 20 angeschlossen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beinhaltet das System eine geringe Stellfläche, um das Nachrüsten von existierender Ausrüstung zu ermöglichen.
Die Mehrzahl von Behältern 60 von der Einlassfördervorrichtung 15 wird vorzugsweise in den Einlass 17 des Ausrichtungsrads 25 zugeführt. Der Einlass 17 kann das Einlassrad 18 umfassen, um die Behälter 60 vor dem Empfang durch das Ausrichtungsrad 25 zu beabstanden und zu vereinzeln. Das Ausrichtungsrad 25 ist angeordnet, um jeden Behälter 60 in eine richtige Ausrichtung zu drehen und gleichzeitig jeden Behälter 60 von dem Einlass 17 des Systems hin zur Verpackungsmaschine 20 zu bewegen. Vorzugsweise ist das Ausrichtungsrad 25 im Allgemeinen rund mit einer Mehrzahl von radial beabstandeten Ausnehmungen 27, welche in einem Umfang gebildet sind, wobei jede Ausnehmung 27 konfiguriert ist, um einen Behälter 60 der Mehrzahl von Behältern 60 zu akzeptieren. Zu diesem Zweck beginnt das Ausrichtungsrad 25 vorzugsweise mit der Vereinzelung der Mehrzahl von Behältern 60 in die getrennten Ausnehmungen 27 oder behält diese bei. Das Ausrichtungsrad 25 ist nicht notwendiger Weise im Allgemeinen rund und ist empfänglich für andere Ausführungen, welche die Vereinzelung von Behältern 60 ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beinhalten ein oder mehrere Ausnehmungen 27 des Ausrichtungsrades 25 ferner eine Einspannvorrichtung 30, um mit einem Ende eines Behälters 60 in Eingriff zu gelangen. Wie am besten in 5 und 6 gezeigt ist, beinhaltet die Einspannvorrichtung 30 vorzugsweise die Buchse 31, welche eine innere Ausnehmung gebildet hat, um mit einem Ende eines Behälters 60 in bündigem und/oder zusammenpassendem Kontakt in Eingriff zu gelangen. Bündig, und vorzugsweise zusammenpassend, wird Kontakt zwischen der Einspannvorrichtung 30 und dem Behälter 60 so hergestellt, dass der Behälter 60 sich in Synchronisation mit der Einspannvorrichtung 30 dreht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung nimmt die interne Ausnehmung der Einspannvorrichtung 30 einen Flaschenverschluss in zwischen Stegen an dem Flaschenverschluss und korrespondierenden Nuten in der inneren Ausnehmung passendem Eingriff auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beinhaltet jede Ausnehmung 27 ferner die Druckplatte 32, welche ein zur Einspannvorrichtung 30 entgegen gesetztes Ende des Behälters 60 sichert. Zu diesem Zweck kann die Druckplatte 32 mit einem Boden der Flasche, wie in 5 gezeigt, in Eingriff gelangen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist der Nocken 34 betriebsmäßig mit Bezug auf die Druckplatte 32 verbunden und bewegt die Druckplatte 32 hin zu der Einspannvorrichtung 30. Vorzugsweise wird, wenn sich das Ausrichtungsrad 25 dreht, die Druckplatte 32 in Eingriff hin zu Einspannvorrichtung 30 angehoben. Die Druckplatte 32 kann gleitbar mit Bezug auf die Einspannvorrichtung 30 verbunden sein. Die Einspannvorrichtung 30 kann ferner die Feder 28 beinhalten, um den Behälter 60 in Position zwischen der Buchse 31 und der Druckplatte 32 vorzuspannen.
Als ein Ergebnis gelangt der Behälter 60, wie z.B. eine Flasche, fest zwischen der Einspannvorrichtung 30 und der Druckplatte 32 in Eingriff. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Druckplatte 32 vorzugsweise, obwohl nicht notwendiger Weise, eine im Allgemeinen flache glatte Oberfläche, die das Drehen eines Bodens des Behälters 60 ermöglicht.
Der Motor 35 ist vorzugsweise mechanisch an die Einspannvorrichtung 30 gekoppelt, um den Behälter 60 zu drehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung rotiert der Motor 35 die Einspannvorrichtung 30, und rotiert folglich den Behälter 60, wenn die Einspannvorrichtung 30 mit dem Behälter 60 in Eingriff gelangt.
Wie in 4 gezeigt ist, ist mindestens ein Sensor 37 zusätzlich mit Bezug auf das Ausrichtungsrad 25 verbunden, um die ausgerichtete Position des Behälters 60 aufzufinden und die Drehung des Behälter 60 anzuhalten. Der Sensor 37 sendet bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ein elektronisches Signal an den Motor 35, wodurch die Drehung des Behälters 60 in einer ausgerichteten Position angehalten wird.
Um die Leistung des Sensors 37 zu optimieren, beinhaltet jeder Behälter vorzugsweise, obwohl nicht notwendiger Weise, ferner eine Kennzeichnungsmarkierung 65, welche an dem Behälter 60 wie in 10 gezeigt, oder an oder in dem Behälteretikett 62, wie in 9 gezeigt, angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst solch eine Kennzeichnungsmarkierung 65 eine visuell nicht wahrnehmbare Markierung, wie z.B. eine Ultraviolettkennzeichnungsmakierung, welche an dem Behälter 60 angeordnet ist.
Alternativ kann der Sensor 37 eine vorhandene Grafik oder ein physisches Merkmal des Behälters 60 ablesen, wie z.B. ein Design/eine Grafik in dem Behälteretikett 62 oder eine Position einer Naht in einer Seitenwand des Behälters 60 oder einer Naht in dem Behälteretikett 62.
Die Behälter 60 sind vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch und haben vertikale Achsen. Jeder Behälter 60 kann in drei 120°-Anzeigefelder unterteilt werden, welche umfangsmäßig um eine Seitenwand des Behälters 60 angeordnet sind. Somit kann, in Abhängigkeit der Ausrichtung des Behälters 60, jeder Behälter 60 ein unterschiedliches Anzeigefeld zeigen. Somit kann in einem Träger, welcher drei Behälter 60 in einer Reihe aufweist, jedes der drei unterschiedlichen Anzeigefelder nach außen positioniert werden, um ein einziges Panoramafeld zu umfassen.
In Abhängigkeit der Trägerkonfiguration kann der Behälter 60 alternativ zwei 180°-Anzeigefelder oder irgendeine andere geeignete Gruppe von Anzeigefeldern, welche umfangsmäßig um eine Seitenwand des Behälters 60 angeordnet sind, beinhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst der Sensor 37 eine Ultraviolett-Photozelle. Die Ultraviolett-Photozelle liest vorzugsweise eine korrespondierende Ultraviolett-Kennzeichnungsmarkierung, welche an jedem Behälter 60 angeordnet ist. Eine ultraviolette Kennzeichnungsmarkierung ist vorzugsweise nicht wahrnehmbar an jedem Behälter 60, um so den visuellen Eindruck eines Behälters 60 und/oder eines Behälteretiketts 62 nicht zu stören.
Wenn der Sensor 37 eine richtige Drehposition des Behälters 60 identifiziert, dreht der Motor 35 vorzugsweise den Behälter 60 um einen bevorzugten und/oder vorprogrammierten Versatz oder stoppt alternativ die Drehung des Behälters 60. Als ein Ergebnis fixiert der Motor 35 die Ausrichtung des Behälters 60, innerhalb der jeweiligen Position in einem Ausrichtungsrad 25. Entsprechend platziert das Ausrichtungsrad 25 individuell und unabhängig einen ausgerichteten Behälter 60 an einer Aufnahmeposition an einem vorderen Ende der Verpackungsmaschine 20.
Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist das Überführungsband 40 vorzugsweise mit Bezug auf das Ausrichtungsrad 25 verbunden. Das Überführungsband 40 überführt einen ausgerichteten Behälter 60 in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad 25 zur Verpackungsmaschine 20. Das Überführungsband 40 greift vorzugsweise einen ausgerichteten Behälter 60 mit ausreichender Kraft, um Drehungen zu vermeiden, wenn der ausgerichtete Behälter 60 entlang eines stationären Bodens oder gegen eine stationäre Wand des Systems gleitet.
Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst ein System gemäß dieser Erfindung vorzugsweise zwei Ausrichtungsräder 25 und zwei Überführungsbänder 40, welche zusammen zur Ausrichtung und zum Transfer von zwei Reihen von Behältern 60 führen. Diese Anordnung beschleunigt den Verpackungsprozess und wirkt auch mit typischen Verpackungsmaschinen 20 zusammen, welche zwei Reihen von Behältern 60 akzeptieren.
Wie in den 2, 3 und 8 gezeigt ist, beinhaltet das Überführungsband 40 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung eine Mehrzahl von Fingern 45, welche beabstandet sind, um ausgerichtete Behälter 60 von dem Ausrichtungsrad 25 aufzunehmen. Die Mehrzahl der Finger 45 sind vorzugsweise tastfähig bzw. taktil, um so ausgerichtete Behälter 60 zu ergreifen und jedwede Rotation aus einer ausgerichteten Position heraus zu verhindern. Wie in 8 gezeigt ist, kann das Überführungsband 40 eine Mehrzahl von Verbindungselementen 42 beinhalten, welche mit Bezug auf eine Kette 43 verbunden sind, ähnlich wie eine Antriebskette, wobei jedes Verbindungselement 42 ein oder mehrere Finger 45 beinhaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung sind die Mehrzahl der Finger 45 in zwei Gruppen von zwei oder mehr Fingern 45 ausgerichtet, je zwei Gruppen, um mit einem ausgerichteten Behälter 60 in Eingriff gelangen. Solch eine Anordnung führt zu einem ausgerichteten Behälter 60, welcher mit engem Sitz zwischen den zwei Gruppen von Fingern 45 angepasst ist, und widersteht einer Drehung eines jeden ausgerichteten Behälters 60 und dem Kontakt mit jedem benachbarten ausgerichteten Behälter 60. Das Überführungsband 40, wie in 2 und 3 gezeigt, umfasst eine bevorzugte Ausrichtung der Finger 45, welche so positioniert sind, dass jedes Paar von benachbarten Verbindungselementen 42 zwei Gruppen von divergierenden Fingern 45 beinhaltet, um einen einzelnen Behälter 60 aufzunehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden, wenn das Überführungsband 40, und insbesondere die Kette 43 um ein Kettenrad rotiert, die benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 weiter getrennt, als wenn das Überführungsband 40 sich in einem linearen Pfad befindet. Somit werden, wenn der Behälter 60 in das Überführungsband 40 geladen wird, die benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 gespreizt, um den Behälter 60 aufzunehmen, und wenn das Überführungsband 40 einen linearen Kurs aufrecht erhält, werden die benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 zusammengezogen, um den Behälter 60 fest zu greifen, sogar wenn der Behälter 60 entlang eines stationären Bodens und Seiten des Systems gemäß dieser Erfindung und/oder der Verpackungsmaschine 20 gleitet.
Das Überführungsband 40 führt vorzugsweise ausgerichtete Behälter 60 von dem Ausrichtungsrad 25 direkt in die Verpackungsmaschine 20 zu. Alternativ hält ein ähnliches zugehöriges Band, welches operativ mit dem Überführungsband 40 verbunden ist, die Ausrichtung der Behälter 60 aufrecht, wenn solche Behälter in die Verpackungsmaschine 20 zugeführt werden. Die Verpackungsmaschine 20 kann die Mehrzahl von Backen 22 beinhalten, welche angeordnet sind, um Behälterträger 55 über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern 60 anzubringen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beinhaltet das System zur Ausrichtung von Behältern ferner ein elektronisches Zeitsteuerungssystem, welches verwendet wird, um elektronisch die Zyklen des Ausrichtungsrades 25 mit der Verpackungsmaschine 20 zu synchronisieren. Solch eine elektronische Synchronisation vermeidet das Erfordernis, das Ausrichtungsrad 25 mit der Verpackungsmaschine 20 mechanisch zu koppeln und zu synchronisieren. Das elektronische Zeitsteuerungssystem beinhaltet vorzugsweise den Näherungsschalter 80 und den Kodierschalter 85 in Kommunikation zwischen dem Ausrichtungsrad 25 und der Verpackungsmaschine 20. Der Kodierschalter 85 ist vorzugsweise an einer rotierenden Welle, wie z.B. der rotierenden Welle, welche in 1 gezeigt ist, der Verpackungsmaschine 20 angeordnet und kommuniziert mit dem Näherungsschalter 80 an dem Ausrichtungsrad 25 zum Synchronisieren der Zyklen zwischen dem Ausrichtungsrad 25 und der Verpackungsmaschine 20.
Eine sich ergebende Packung ist in 9 gezeigt, wobei jeder der Behälter 60 in derselben Weise ausgerichtet ist, wobei eine Packung von Behältern 60 erzeugt wird, welche ein einheitliches Erscheinungsbild haben. 10 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform der sich ergebenden Packung, wobei die Behälter 60 ausgerichtet sind, in Abhängigkeit der relativen Position des Behälters 60 innerhalb der Packung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, berechnet der Sensor 37 oder 20 anderer Vorrichtungen innerhalb des Systems, welche Behälter 60 in den Ecken 59 des Behälterträgers 55 angeordnet werden und welche Behälter 60 in der Mitte 57 des Behälterträgers 55 angeordnet werden sollen. Basierend auf der beabsichtigten Position eines jeden jeweiligen Behälters 60 innerhalb des Behälterträgers 55 richten das Ausrichtungsrad 25 und der zugehörige Sensor oder Sensoren 37 die Behälter 60 in der Ecke 59 des Behälterträgers 55 in einer zu den Behältern 60 in der Mitte 57 des Behälterträgers 55 unterschiedlichen Ausrichtung aus.
Das ist vorzuziehen, weil die Behälter 60 in der Ecke 59 des Behälterträgers 55 eine visuelle Exposition von 270° oder mehr haben können, und die Behälter 60 in der Mitte 57 des Behälterträgers 55 viel weniger visuelle Exposition aufweisen. Es kann deshalb zu einer ästhetisch ansprechenderen Packung führen, wenn die Behälter 60 in den Ecken 59 des Behälterträgers 55 rotationsmäßig so ausgerichtet sind, dass die jeweiligen Etiketten oder Graphiken genau an Ecken 59 der Packung, wie in 10 gezeigt, zentriert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung weist eine Packung, eine Mehrzahl von Behältern 60 auf, wobei jeder Behälter 60 zwei oder mehrere Anzeigefelder 70 aufweist, wie z.B. drei Anzeigefelder 71, 72, 73, welche in 11 gezeigt sind, wobei der Behälterträger 55 entlang einer Ebene angeordnet ist, und die Behälter 60 so ausgerichtet sind, dass für jeden Behälter 60 ein verschiedenes Anzeigefeld 71, 72, 73 an einer Seite der Packung sichtbar ist, wie in 12 gezeigt.
Ein Verfahren zum Verpacken einer Mehrzahl von Behältern 60 in einem Behälterträger 55 gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst das Zuführen einer Mehrzahl von Behältern 60 in das Ausrichtungsrad 25. Jeder Behälter 60 beinhaltet bevorzugt zwei oder mehr Anzeigefelder 70, welche umfangsmäßig um eine Seitenwand eines jeden Behälters 60 angeordnet sind. Das Ausrichtungsrad 25 fixiert vorzugsweise eine erste Drehposition eines ersten Behälters der Mehrzahl von Behältern in einer ersten ausgerichteten Position, welche ein erstes Anzeigefeld 70 zeigt. Das Ausrichtungsrad 25 fixiert dann vorzugsweise eine zweite Drehposition eines zweiten Behälters der Mehrzahl von Behältern, benachbart zu dem ersten Behälter, in einer zweiten ausgerichteten Position, die ein zweites Anzeigefeld 72 zeigt. In Abhängigkeit der gewünschten Konfiguration, können zwei oder mehr Behälter 60 in aufeinander folgender Ausrichtung angeordnet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zum Gebrauch in Verbindung mit einem Sechserpack- Behälterträger 55 kann auch eine dritte ausgerichtete Position 73 eines dritten Behälters, benachbart zu dem zweiten Behälter ebenfalls durch das Ausrichtungsrad 25 fixiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beinhaltet das Ausrichtungsrad 25 zwölf Einspannvorrichtungen 30, wobei jede Einspannvorrichtung einen Motor 35 und einen Sensor 37 aufweist. Jeder Motor 35 und Sensor 37 ist vorzugsweise unabhängig programmierbar, um einen bevorzugten Versatzwinkel der Drehung einzustellen, sobald die Kennzeichnungsmarkierung 65 von dem Sensor 37 gelesen wurde. Entsprechend kann jede Einspannvorrichtung 30 auf einen gewünschten Versatz eingestellt werden, was zu zwölf unabhängigen Einspannvorrichtungseinstellungen zum Einstellen der Versätze in Packungen, welche vier, sechs, acht, zwölf und vierundzwanzig ausgerichtete Behälter 60 enthalten, führt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist jede Einspannvorrichtung 30 mit demselben Versatz programmiert, was dazu führt, dass jeder Behälter 60 in einer Reihe dieselbe Ausrichtung innerhalb des Behälterträgers 55 aufweist. 13 zeigt ein Flussdiagramm zum Ausrichten von Behältern 60, welche einen vorbestimmten Rotationsversatz gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist jede Einspannvorrichtung 30 eingestellt, um einen unterschiedlichen Versatz zu haben, sodass die Behälter 60 in dem Behälterträger 55 mindestens zwei unterschiedliche Ausrichtungen innerhalb einer Reihe von ausgerichteten Behältern 60 aufweisen. Die Konfiguration dieser Erfindung, welche zwölf Einspannvorrichtungen 30 aufweist, ist folglich in der Lage, Behälter 60 in Sätzen von eins, zwei, drei, vier, sechs und zwölf auszurichten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt ein Ausgabeschirm, welcher dem System zugeordnet ist, eine numerische Darstellung einer jeden der zwölf Einspannvorrichtungen 30, in einer Ordnung (i.e., 0 1–12) zusammen mit einer numerischen Darstellung des Drehversatzes und einem Zähler, der einen Fehlercode anzeigt. Der Fehlercode zählt vorzugsweise die Anzahl der Behälter, die nicht richtig ausgerichtet sind in einer vorgegebenen Produktionsperiode. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung dreht die Einspannvorrichtung 30 jeden Behälter 60 um eine vorbestimmte Anzahl von Rotationen, wie z.B. eine und eine halbe Umdrehung, um dabei die Kennzeichnungsmarkierung 65 zu suchen. Wenn keine Kennzeichnungsmarkierung 65 innerhalb der vorbestimmten Anzahl von Rotationen identifiziert wird, wird ein Fehlercode eingegeben, in Verbindung mit der jeweiligen Einspannvorrichtung 30. Deshalb kann, wenn der Fehlercode eine hohe Anzahl von nicht richtig ausgerichteten Behältern 60 anzeigt, ein Bediener nachprüfen, um zu bestätigen, dass der Sensor 37 sauber ist und/oder richtig funktioniert oder sich die Einspannvorrichtung 30 richtig dreht.
Alternativ können die Einspannvorrichtungen 30 mit kontinuierlicher Logik programmiert werden, um sich einer Drehung eines fortwährenden Stroms von Behältern durch das Ausrichtungsrad 25 anzupassen. 14 zeigt ein Flussdiagramm zum Ausrichten von Behältern 60, welche unterschiedliche Anzeigefelder 71, 72, 73 aufweisen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Das Überführungsband 40 überführt dann vorzugsweise den ersten Behälter, den zweiten Behälter und den dritten Behälter, je separat in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad 25 zur Verpackungsmaschine 20. Die Verpackungsmaschine 20 bringt vorzugsweise den Behälterträger 55 über dem ersten Behälter, dem zweiten Behälter und dem dritten Behälter so an, dass das erste Anzeigefeld, das zweite Anzeigefeld und das dritte Anzeigefeld zusammen eine einheitliche Darstellung zeigen. 12 zeigt eine Packung, welche drei Behälter in Ausrichtung mit drei Anzeigefeldern 71, 72, 73, welche nach außen von der Packung zeigen, aufweist. Wie oben beschrieben, kann der Sensor 37 die Kennzeichnungsmarkierung 65 detektieren, welche an dem Behälter 60 angeordnet ist, um die erste, zweite und/oder dritte Drehposition des Behälters zu fixieren.
Schließlich können Makros programmiert werden, um einen Bediener in die Lage zu versetzen, eine gewünschte Konfiguration oder Marke von Behältern 60 auszuwählen und die relativen Versätze werden automatisch in jede Einspannvorrichtung 30 programmiert. Somit wird, wenn der Bediener „24er-Pack" und „Zitronen-Limetten-Limonade" auswählt, die benötigten Versätze in jede Einspannvorrichtung 30 eingegeben, so dass das System eingestellt ist, um Behälter von Zitronen-Limetten-Limonade in einer 24er-Pack-Konfiguration auszurichten.

Claims

System zur Verwendung mit einer Verpackungsmaschine (20) zur Ausrichtung von Behältern (60) in einem Behälterträger (55), umfassend: eine Einlassfördervorrichtung (15); und ein Ausrichtungsrad (25), welches mit Bezug auf die Einlassfördervorrichtung (15) verbunden ist, um eine Mehrzahl von nicht ausgerichteten Behältern aufzunehmen, wobei das Ausrichtungsrad angepasst ist, um jeden nicht ausgerichteten Behälter in eine richtige Ausrichtung zu drehen, was zu einer Mehrzahl von ausgerichteten Behältern führt; ein Überführungsband (40), welches mit Bezug auf das Ausrichtungsrad verbunden ist, wobei das Überführungsband angepasst ist, jeden ausgerichteten Behälter in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad zu der Verpackungsmaschine zu transferieren; und einen Mechanismus (22), welcher innerhalb der Verpackungsmaschine angeordnet ist, um den Behälterträger über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern anzubringen.
System nach Anspruch 1, wobei das Überführungsband (40) eine Mehrzahl von Fingern (45) umfasst, welche angepasst sind, Seitenwände der ausgerichteten Behälter (60) mit ausreichender Kraft so zu kontaktieren und zu ergreifen, dass die fixierte Drehposition eines jeden ausgerichteten Behälters erhalten bleibt.
System nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Fingern (45) flexible tastfähige Finger umfasst.
System nach Anspruch 3, wobei die Finger (45) in zwei Gruppen von zwei oder mehreren Fingern ausgerichtet sind, wobei je zwei Gruppen angepasst sind, um einen ausgerichteten Behälter (60) in Eingriff zu bringen.
System nach Anspruch 4, wobei zwei benachbarte Gruppen von zwei oder mehr Fingern (45) angepasst sind, um während des In-Eingriff-Gelangens mit jedem ausgerichteten Behälter (60) einen größeren Abstand aufzuweisen als nach dem In-Eingriff-Gelangen mit diesem ausgerichteten Behälter.
System nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche wobei das Ausrichtungsrad (25) beinhaltet: eine Einspannvorrichtung (30), welche angepasst ist, um mit einem Ende des nicht ausgerichteten Behälters (60) in Eingriff zu gelangen; eine Druckplatte (32), welche ein entgegen gesetztes Ende des nicht ausgerichteten Behälters sichert; einen Motor (35), welcher mechanisch an die Einspannvorrichtung gekoppelt ist, um den nicht ausgerichteten Behälter zu drehen; und einen Sensor (37), welcher mit Bezug auf das Ausrichtungsrad verbunden ist, um die ausgerichtete Position des nicht ausgerichteten Behälters aufzufinden und die Drehung des Motors anzuhalten.
System nach Anspruch 6, wobei der Motor (35) angepasst ist, den nicht ausgerichteten Behälter (60) in einer fixierten Position in einem vorbestimmten Rotationswinkel des Behälters neu zu positionieren, basierend auf einer gewünschten Ausrichtung des nicht ausgerichteten Behälters.
System nach Anspruch 7, wobei der vorbestimmte Winkel über Behälter (60) in einem Satz von ausgerichteten Behältern innerhalb einer Packung hinweg variiert.
System nach Anspruch 8, wobei sich der Satz wiederholt, basierend auf einer Anzahl von Behältern (60) in dem Behälterträger (55).
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das System ferner einen Nocken (34) enthält, der funktionsmäßig mit Bezug auf die Druckplatte (32) zum Bewegen der Druckplatte mit Bezug auf die Einspannvorrichtung (30) verbunden ist.
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Einspannvorrichtung (30) eine Buchse (31) beinhaltet, die eine innere Ausnehmung gebildet hat, um einen Flaschenverschluss aufzunehmen.
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Sensor (37) eine Ultraviolett-Photozelle umfasst.
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 12, wobei jeder Behälter (60) ferner eine Kennzeichnungsmarkierung (65) aufweist, welche angepasst ist, durch den Sensor (37) detektiert zu werden.
Verfahren zum Verpacken einer Mehrzahl von Behältern (60) in einem Behälterträger (55), umfassend: Zuführen einer Mehrzahl von Behältern in ein Ausrichtungssystem, um die Drehposition jedes Behälters in einer ausgerichteten Position zu fixieren; Transferieren jedes ausgerichteten Behälters in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungssystem zu einer Verpackungsmaschine (20); und Anbringen des Behälterträgers über zwei oder mehreren ausgerichteten Behältern.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausrichtungssystem ein Ausrichtungsrad (25) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei das Ausrichtungssystem mindestens eine Einspannvorrichtung 30 umfasst, wobei das Verfahren In-Eingriff-Gelangen, dann Drehen der Behälter (60) mit der mindestens einen Einspannvorrichtung umfasst, um das Fixieren der Drehpositionen derselben zu bewirken.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, umfassend das Erfassen einer Kennzeichnungsmarkierung (65) an jedem Behälter (60), um das Fixieren seiner Drehposition zu bewirken.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Verfahren ferner das Ausrichten des Behälters (60) in einer Ecke des Behälterträgers (55) in einer unterschiedlichen Ausrichtung zu dem Behälter in einer Mitte des Behälterträgers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17 oder 18 wie hier beigefügt, beinhaltend das Bewegen mindestens eines Teils des Behälters (60) in bündigen Kontakt mit der Einspannvorrichtung (30).
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 19, wobei jeder Behälter (60) zwei oder mehr Anzeigefelder aufweist, die umfangsmäßig um eine Seitenwand desselben angeordnet sind, wobei das Fixieren der Rotationspositionen der Behälter umfasst: Fixieren einer ersten Drehposition eines ersten Behälters der Mehrzahl von Behältern in einer ersten ausgerichteten Position, welche ein erstes Anzeigefeld (71) darstellt; und Fixieren einer zweiten Drehposition eines zweiten Behälters der Mehrzahl von Behältern benachbart zu dem ersten Behälter in einer zweiten ausgerichteten Position, die ein zweites Anzeigefeld (72) darstellt, wobei der Transfer eines jeden ausgerichteten Behälters so ist, dass der erste Behälter und der zweite Behälter je separat in einer fixierten Drehposition zu der Verpackungsmaschine transferiert werden; und der Behälterträger (55) über dem ersten Behälter und dem zweiten Behälter so angebracht wird, dass das erste Anzeigefeld und das zweite Anzeigefeld zusammen ein einheitliches Anzeigefeld darstellen.
Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 14 bis 20, wobei das Fixieren der Drehpositionen der Behälter (60) so ausgeführt wird, dass drei benachbarte Behälter zusammen ein einheitliches Anzeigefeld in dem Behälterträger bilden, wobei jeder Behälter nach außen ein unterschiedliches Anzeigefeld (71, 72, 73) darstellt, welches um ungefähr 120° zu einem benachbarten Behälter versetzt ist.