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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bilden
von Gruppen von Produkten, zum Beispiel für Verpackungsautomaten.
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Produkt-Beförderungssysteme
von Verpackungsautomaten-Anlagen sind häufig mit Vorrichtungen versehen,
die die längs
einer ununterbrochenen Anordnung vorrückenden Produkte in Gruppen von
Produkten unterteilen können,
die einer Verpackungsstation zugeführt werden.
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DE-A-2335026 legt
zum Beispiel eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 offen, die eine Vielzahl von Produkten in eine einzelne Kiste sammelt.
Diese Produkte werden von einer Vielzahl von radial auf einem Sammelrad
befestigten Greifern aufgenommen und nach einer Teildrehung eines
solchen Rades in die Kiste freigegeben, die auf einem unter dem
Sammelrad angeordneten Förderband aufgestellt
ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, indem man der Notwendigkeit
besondere Aufmerksamkeit geschenkt hat, eine Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die in einer bestimmten Position zum Beispiel in einer
im Wesentlichen ununterbrochenen Anordnung vorrückende Produkte aufnehmen kann, um
Gruppen zu bilden, deren jede eine vorher festgelegte Anzahl von
Produkten umfasst, und die Gruppen in der Freigabeposition absetzt.
Die Vorrichtung zum Bilden von Gruppen von Produkten kann zum Beispiel
zwischen einer ersten Beförderungseinrichtung,
die die Produkte entlang einer ununterbrochenen Anordnung vorrückt, und
einer zweiten Beförderungseinrichtung,
die von der betreffenden Vorrichtung aufeinander folgende Gruppen
von Produkten, die einer Verpackungsstation zugeführt werden
sollen, aufnimmt, positioniert werden.
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Jede
Gruppe kann aus einzelnen Produkten gebildet werden, die nicht individuell
verpackt sind, oder aus vorher verpackten Produkten, die in Gruppen
gesammelt werden, um Mehrfachverpackungen individuell verpackter
Produkte zu bilden.
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Um
sich eine Vorstellung zu machen, können, ohne dabei den Rahmen
der Erfindung einzuschränken,
die betreffenden Produkte zum Beispiel Lebensmittelprodukte wie
beispielsweise Süßwaren-Produkte
oder Milchprodukte sein.
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In
einigen Branchen der Lebensmittelindustrie gibt es spezielle Erfordernisse,
die sich massiv auf die Konstruktion von Verpackungsmaschinen auswirken.
Für einige
Anwendungen zum Beispiel, bei denen die behandelten Produkte dazu
neigen, Partikel, Fragmente oder Krümel abzugeben, besteht die
Notwendigkeit, die Haupt-Bauteile der Verpackungsmaschine schnell
auseinandernehmen und wieder zusammenbauen zu können, um die Maschine gründlich zu
reinigen. Dies trifft zum Beispiel im Fall von Verpackungsmaschinen
für die
Milchindustrie zu, wo die Maschine häufig gereinigt werden muss,
so dass man den Zusammenbau und die Zerlegung von Vorrichtungen,
die verwendet werden, die Produkte zu bewegen, schnell und auf einfache
Weise ausführen muss.
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Im
Wesentlichen ähnliche Überlegungen stellt
man auch an in Bezug auf das Erfordernis (das oft bei automatischen
Verpackungsanlagen auftritt), die Anzahl von Produkten, die jede
Gruppe umfasst, zu verändern,
um zum Beispiel die Maschine an verschiedene Produktverpackungs-Anordnungen
anzupassen.
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Das
oben umrissene Erfordernis kann jedoch mit der Tatsache in Diskrepanz
stehen, dass die Maschine in Umgebungen mit kontrollierter Atmosphäre laufen
soll. Dies bedeutet, dass die Tätigkeiten des
Zusammenbauens und Auseinandernehmens der Bauteile der Maschine
gewöhnlich
vom selben Personal ausgeführt
werden, das den normalen Betrieb der Maschine überwacht, ohne das Eingreifen von
Wartungspersonal außerhalb
der Produktionsabteilungen. Um eine Störung der Atmosphäre der Produktionsabteilungen
zu vermeiden, ist es für
Tätigkeiten
des Auseinandernehmens und Wieder-Zusammenbauens notwendig, dass
sie von Hand und ohne Verwendung von Werkzeugen, Geräten, usw.
ausgeführt
werden können.
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Darüber hinaus
gibt es in vielen Ländern
Sicherheits- und Arbeitsschutzvorschriften, die zum Beispiel spezielle
Grenzen für
die während
der von Hand ausgeführten
Tätigkeiten
des Auseinandernehmens und Wieder-Zusammenbauens zu hebenden bzw.
zu bewegenden Gewichte festlegen.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Beförderungsvorrichtung zum Bilden
von Produktgruppen zur Verfügung
zu stellen, die zulässt,
dass alle vorher erwähnten
Erfordernisse erfüllt
werden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird das Ziel durch eine Vorrichtung
erreicht, die die in den Ansprüchen
aufgeführten
Merkmale aufweist. Die Ansprüche
sind ein wesentlicher Bestandteil der hierin zur Verfügung gestellten
technischen Lehre im Hinblick auf die Erfindung.
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Die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnung im Detail beschrieben, dies ausschließlich über ein
nicht einschränkendes
Beispiel, in dem gilt:
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1 ist
eine schematische Seitenansicht, die den Betrieb der Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
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2 ist
eine schematische Perspektive des in 1 durch
den Pfeil II bezeichneten Teils,
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3 ist
eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab des in 1 durch
den Pfeil III bezeichneten Teils,
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4 und 5 sind
perspektivische Ansichten eines Greifelements der Vorrichtung nach
der Erfindung aus verschiedenen Betrachtungswinkeln.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 eine Beförderungsvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung zum Bilden von Gruppen von Produkten. Die
Vorrichtung 10 umfasst eine stationäre Basiskonstruktion 12 (2),
die einen Träger 14 trägt, der
hinsichtlich der Basiskonstruktion 12 beweglich ist. Im
in den Zeichnungen dargestellten Beispiel ist der Träger 14 im Wesentlichen
scheibenförmig
und er ist relativ zur Basiskonstruktion 12 um eine Rotationsachse 16,
die mit der Haupt-Symmetrieachse des Trägers 14 übereinstimmt,
drehbar. Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung erstreckt
sich die Rotationsachse 16 horizontal.
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Die
Form des beweglichen Trägers 14 kann sich
von der dargestellten Form unterscheiden, und er kann sich, abweichend
von der kreisförmigen
Bewegung, auch anders bewegen. Der scheibenförmige Träger 14 könnte zum
Beispiel durch ein flexibles Beförderungselement,
wie zum Beispiel ein Band oder eine Kette, ersetzt werden, das/die
in einer Schleife längs
einer Bewegungsstrecke mit einer generischen Form abgeschlossen
ist.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst eine Vielzahl von Greifelementen 18,
die vom beweglichen Träger 14 getragen
werden. Die Greifelemente 18 sind längs des Umfangs des beweglichen
Trägers 14 gleichmäßig angeordnet.
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Unter
Bezugnahme auf
1 führt eine erste Beförderungseinrichtung
20 eine
oder mehrere im Wesentlichen ununterbrochene Anordnungen von Produkten
P längs
einer von Pfeil
22 angezeigten Richtung. Durch Einwirkung
der Rotation des beweglichen Trägers
14 in
der von Pfeil
24 angezeigten Richtung bewegen sich die
Greifelemente
18 der Reihe nach in eine von Pfeil
26 gezeigte
Aufnahmeposition der Produkte P. In dieser Position nimmt jedes der
Greifelemente
18 eine vorgegebene Anzahl von Produkten
P, die eine Gruppe G bilden, auf. Die Greifelemente
18 setzen
in einer Freigabeposition
28 die jeweilige Gruppe von Produkten
G ab. Im dargestellten Beispiel setzen die Greifelemente
18 die
jeweiligen Gruppen von Produkten G auf jeweiligen Beförderungselementen
30 einer
zweiten Beförderungseinrichtung
32 ab,
die in der in
1 von Pfeil
34 angezeigten
Richtung beweglich ist. Die zweite Beförderungseinrichtung
32 kann
zum Beispiel auf eine solche Weise gestaltet sein, wie sie in einer
gleichzeitig offen gelegten Europäischen Patentanmeldung
EP-A-1661829 vom
gleichen Anmelder beschrieben wird, die den Titel trägt: "Conveyor device,
for instance for an automatic packaging machine and relative transport
element".
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Unter
Bezugnahme auf 4 und 5 umfasst
jedes Greifelement 18 einen Befestigungssockel 36,
der vorzugsweise von einem Element gebildet wird, das eine im Wesentlichen
flache Quaderform aufweist und aus Metall hergestellt ist. Jedes Greifelement 18 umfasst
einen Schwingkörper 38, der
relativ zum Befestigungssockel 36 um eine Achse 40 drehbar
angebracht ist. Der Befestigungssockel 36 weist ein zylinderförmiges Ansatzstück 42 auf,
innerhalb dessen ein Lager (nicht gezeigt) eingefügt ist,
das, drehbar um die Achse 40, einen Bolzen trägt, der
am Schwingkörper 38 befestigt
ist. Der Schwingkörper 38 trägt eine
erste Zapfenanordnung 44, die sich parallel und in einem
bestimmten Abstand relativ zur Rotationsachse 40 erstreckt.
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Das
Schwingelement 38 trägt
eine Zange 46, die eine Gruppe von Produkten G aufnehmen
und festhalten kann. Die Zange 46 umfasst ein Halteelement 48,
das eine im Wesentlichen röhrenartige Form
aufweist, und das eine Innenfläche 48 hat,
deren Form und Abmessungen denjenigen der Gruppe von Produkten G
entsprechen.
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Die
Zange 46 kann einen Produktaufnahme-Zustand, einen Anhaltezustand
und einen Produktfreigabe-Zustand annehmen. Die Zange 46 ist mit
einem beweglichen Trägerelement 52 und
mit zwei schwingenden Schließelementen 54 ausgestattet.
Das Trägerelement 52 ist
zwischen einer Position des Tragens der Gruppe von Produkten und
einer Freigabeposition längs
einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 40 ist,
beweglich. Das Trägerelement 52 ist
an einem ersten Schlitten 56 befestigt, der mittels eines
ersten Hebelpaares 58, das gemäß einer gelenkigen vierseitigen Anordnung
positioniert ist, mit dem Schwingkörper 38 verbunden.
Einer der Hebel 58 ist mit einer zweiten Zapfenanordnung 60,
die zur Rotationsachse 40 parallel ist, ausgestattet.
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Die
Schließelemente 54 der
Zange 46 sind gelenkig um jeweilige Ränder des Halteelements 48 längs zueinander
paralleler Achsen 62 angebracht, die relativ zur Rotationsachse 40 senkrecht
sind. Die Schließelemente 54 sind
mit jeweiligen Armen 64 ausgestattet, die mittels jeweiliger
Zapfen- und Schlitzverbindungen 68, 70 mit einem
gabelförmigen Element 66 verbunden
sind. Das gabelförmige
Element 66 ist an einem zweiten Schlitten 72 befestigt, der
relativ zum Schwingelement 38 längs einer relativ zur Rotationsachse 40 im
Wesentlichen senkrechten Richtung beweglich ist. Der zweite Schlitten 72 ist mittels
eines zweiten Hebelpaares 74, das gemäß einer gelenkigen vierseitigen
Anordnung angeordnet ist, mit dem Schwingkörper 38 verbunden.
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Einer
der Hebel 74 ist an einem Betätigungselement 76 befestigt,
das mit einer dritten Zapfen-Anordnung 78 versehen ist,
die parallel zur Rotationsachse 40 ist. Bezug nehmend auf 5 sind
alle Zapfen-Anordnungen 44, 60 und 78 parallel
zueinander und auf der gleichen Seite des Schwingelementes 38 positioniert.
Diese drei Zapfen-Anordnungen bilden jeweilige Nockenstößel-Elemente,
die jeweils die schwingende Bewegung des Körpers 38 relativ zum
Befestigungssockel 36 um die Achse 40 herum, die
Gleitbewegung des Trägerelements
der Produkte 52 und die Öffnungs- bzw. Schließbewegung
des Schließelements 54 bewirken.
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Bezug
nehmend auf 2 können die Greifelemente 18 unabhängig voneinander
am beweglichen Träger 14 wahlweise
ausgebaut und eingebaut werden. Der bewegliche Träger 14 und
die Greifelemente 18 sind mit gegenseitig zusammenwirkenden Eingriffsformationen
ausgestattet. Vorzugsweise sind die Eingriffsformationen so angeordnet,
dass sie das Einbauen und Ausbauen jedes Greifelementes 18 mit
einer Bewegung längs
einer zur Achse 16 des beweglichen Trägers 14 und zur Drehachse 40 jedes Greifelements 18 parallelen
Richtung zulassen.
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In
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform umfassen die Eingriffsformationen
zum Verbinden der Greifelemente 18 mit dem beweglichen
Träger 14 eine
Zapfen- und Lochverbindung. Eine Vielzahl von Zapfen 80 ist
am beweglichen Träger 14 an
vorgegebenen Positionen befestigt. Die Zapfen 80 sind parallel
zur Rotationsachse 16 ausgerichtet und ragen vom beweglichen
Träger 14 von
der jeweils der stationären
Basiskonstruktion 12 gegenüberliegenden Seite hervor.
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Im
Besonderen auf 4 und 5 Bezug nehmend
ist der Befestigungssockel 36 jedes Greifelementes 18 mit
zwei Löchern 82 mit
zueinander und zur Rotationsachse 40 parallelen Achsen
versehen, die mit einem Paar von Zapfen 80 des beweglichen Trägers 14 in
Eingriffsbeziehung gekoppelt werden können. Den Ausbau und den Einbau
jedes Greifelementes 18 relativ zum beweglichen Träger 14 erzielt man
mit der einfachen Bewegung des Greifelements, als Folge dessen ein
Paar von Zapfen 80 relativ zu dem Paar von Löchern 82 des
Befestigungssockels 36 verkoppelt oder entkoppelt wird.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die Vorrichtung 10 drei
durch die Bezugszeichen 84, 86 und 88 bezeichnete
Nockenanordnungen, die relativ zur stationären Basiskonstruktion 12 angebracht
sind. Diese drei Nockenanordnungen werden vorzugsweise von Rillen
gebildet, die sich längs
jeweils geschlossener Bahnen erstrecken, die sich im Hinblick auf
den beweglichen Träger 14 außen befinden.
Die Nockenanordnungen 84, 86 und 88 nehmen
die Zapfen-Anordnungen 44, 60 und 78 der
Greifelemente 18 in Gleitführungsbeziehung auf. Während des
Eingriffs jedes Greifelements 18 auf dem beweglichen Träger 14 werden
die Zapfen-Anordnungen 44, 66 und 78 in
die jeweiligen Rillen, die die Nockenanordnungen 84, 86 und 88 bilden,
eingeführt.
Um das Einführen
der Zapfen-Anordnungen
in die jeweiligen Nockenanordnungen zu erleichtern, weisen die Zapfen 80 vorzugsweise
eine Länge
auf, die größer als
die Dicke des Befestigungssockels 36 ist. Dadurch ist es möglich, die
Löcher 82 an
den Enden der Zapfen 80 einzuführen und die Zapfen-Anordnungen 44, 60 und 78 entsprechend
den jeweiligen Nockenanordnungen 84, 86 und 88 auszurichten,
und schließlich
den Eingriff zu vervollständigen,
indem der Befestigungssockel 36 vollständig so weit geschoben wird,
bis er in Kontakt mit dem beweglichen Träger 14 kommt. Um die
Greifelemente 18 auszubauen, genügt es, die Greifelemente mit
einer in einer zu den Achsen der Zapfen 80 parallelen Bewegung
herauszuziehen.
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Es
kann angemerkt werden, dass das Einbauen und Ausbauen der Greifelemente 18 mit
der Hand und ohne die Verwendung von Werkzeugen oder Geräten ausgeführt werden
kann.
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Bezug
nehmend auf 2 und 3 umfasst
die Vorrichtung 10 eine Befestigungsplatte 90, die
es erlaubt, die Befestigungssockel 36 aller Greifelemente 18 am
beweglichen Träger 14 auf
stabile Art und Weise zu befestigen, wodurch unerwünschte Bewegungen
der Greifelemente 18 während
des Betriebes in die Richtung, in die sie entfernt werden, verhindert
werden. Die Befestigungsplatte 90 ist mit Schlitzen 92 ausgestattet,
durch welche sich die Enden der Zapfen 80 erstrecken, die über die
Befestigungssockel 36 der Greifelemente 18 herausragen. Die
Befestigungsplatte 90 ist auch mit Löchern 95 versehen,
durch welche sich Befestigungselemente 94 erstrecken, die
einen verbreiterten Kopf haben, vom beweglichen Träger 14 getragen
werden und in zur Rotationsachse 16 paralleler Richtung
zwischen einer Position des Befestigens und einer Position des außer Eingriff
Bringens der Platte 90 beweglich sind. In der in 3 dargestellten
Position des Befestigens drückt
die Platte 90 auf die Befestigungssockel 36 aller
Greifelemente 18 und ist am rotierenden Träger 14 mittels
der Befestigungselemente 94 befestigt.
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Bezug
nehmend auf 1 dreht sich im Betrieb der
bewegliche Träger 14 mit
konstanter Geschwindigkeit um die Rotationsachse 16. Die
Form der Nocken 84, 86 und 88 ist auf
eine solche Art und Weise festgelegt, dass sich, wenn sich ein Greifelement 18 in
der Aufnahmeposition der Produkte 26 befindet, die Zange 46 des
Greifelements in der Stellung der Aufnahme des Produkts befindet.
In dieser Stellung ist das Trägerelement 52 so
angeordnet, dass es eine Tragfläche
für die
Produkte bildet, und die Schließelemente 54 sind
offen. Die Produkte P werden veranlasst, in der Richtung 22 der
Beförderungseinrichtung 20 vorzurücken und
werden in die Zange 46 des Greifelements 18 eingelegt,
die sich in der Aufnahmeposition der Produkte befindet.
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In
der Aufnahmeposition der Produkte 26 steuert der Nocken 84 eine
Schwingung des Schwingkörpers 38 um
die Rotationsachse in eine Richtung, die der Rotationsrichtung 24 des
beweglichen Trägers 14 entgegengesetzt
ist. Auf diese Weise verlangsamt die Zange 46, die sich
in der Aufnahmeposition der Produkte 26 befindet, die Vorrückbewegung
in der Richtung 24. Auf diese Weise rückt die Zange 46 langsamer
als der Träger 14 vor,
bis die Zange 46 mit den aufeinander gestapelten, eine Gruppe
bildenden Produkten beladen wird.
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Sobald
die Beladung mit einer Gruppe von Produkten abgeschlossen ist, schließen sich
die Schließelemente 54 so,
dass sie die Gruppe von Produkten G in der Zange 46 festhalten.
Sobald die Beladung mit einer Gruppe von Produkten abgeschlossen
ist, schwingt das Schwingelement 38 des Greifelements 18 um
die Achse 40 in derselben Richtung wie die Rotationsachse
des beweglichen Trägers 14, um
in die Ausgangsposition zurückzukehren.
Wenn das Greifelement 18 die Freigabeposition des Produkts 28 erreicht,
halten die Nocken 84 und 88 die Zange 46 in
der Anordnung der Freigabe der Produkte, in der das Trägerelement 52 hinsichtlich
des Schwingkörpers 38 zurückgezogen
ist, und die Schließelemente 54 offen
sind. Die Gruppe von Produkten G wird folglich auf einem Beförderungselement 30 der
Beförderungseinrichtung 32 abgesetzt.
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Um
die Vorrichtung 10 gründlich
zu reinigen, werden die Greifelemente vom Träger 14 ausgebaut. Um
das Ausbauen durchzuführen,
genügt
es, die Platte 90 zu entfernen, nachdem das Herausziehen (zum
Beispiel mittels pneumatischer Regler) der Befestigungselemente 94 getätigt worden
ist. Dann werden die einzelnen Greifelemente 18 unabhängig voneinander
entfernt. Das Gewicht der einzelnen Greifelemente 18 ist
gering genug, um die Durchführung des
Ausbauens mit der Hand und ohne Verwendung von Hebevorrichtungen
zu ermöglichen.
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Das
Ausbauen der Greifelemente 18 kann auch notwendig sein,
wenn die Vorrichtung 10 an Gruppen von Produkten mit unterschiedlichem
Format angepasst werden muss. In diesem Fall werden die Greifelemente 18 durch
andere Greifelemente mit Zangen, die an das neue Produktformat angepasst sind,
ersetzt. Im Fall, dass die Greifelemente für den Formatwechsel ersetzt
werden, kann es nötig
sein, die Nocken 84, 86 und 88, die die
Bewegung der beweglichen Teile der Greifelemente bewirken, zu modifizieren.
Zu diesem Zweck können
die Nockenanordnungen 84, 86 und 88 in
Sektoren ausgebildet sein, die wahlweise von der stationären Basiskonstruktion 12 entfernt
werden können,
und die von anderen Sektoren mit Nocken 84, 86 und 88 unterschiedlicher
Form ersetzt werden können.
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Es
ist zu erkennen, dass die vorher beschriebenen Verfahren in jedem
Fall das Heben und Bewegen der einzelnen Greifelemente 18 einschließen. Selbst
wenn die Vorrichtung 10 im Gesamten beträchtliche
Dimensionen aufweist und folglich entsprechend schwer ist, hat jedes
der Elemente 18 ein verringertes Gewicht, und kann infolgedessen
ohne Mühe
bedient werden.
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Die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann Gegenstand zahlreicher
Variationen vom hierin Beschriebenen und Dargestellten sein. Jedes Greifelement 18 kann
zum Beispiel mit zwei oder mehr Zangen 46 ausgestattet
sein. Die Form der Zangen kann ebenfalls als eine Funktion der Form der
Produkte und der Art und Weise, in welcher die Produkte zusammengeführt werden,
um eine Gruppe von Produkten zu bilden, variieren.