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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Drehmechanismus,
die die Ausrichtung von Verpackungsbehältern in Bewegung in einer
Füllmaschine ändert.
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STAND DER TECHNIK
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Maschinen
zum Verpacken von Nahrungsmittelerzeugnissen, wie zum Beispiel Verpackungsbehälter mit
flüssigen
Nahrungsmitteln, wie zum Beispiel Saft, Milch u.s.w. oder von Nahrungsmitteln
einer festeren Art, wie zum Beispiel Suppen, Gemüse u.s.w., weisen häufig eine
Produktionslinie mit Förderern
zum Transportieren der Verpackungsbehälter während der verschiedenen Phasen
entlang der Produktionslinie auf. Diese Phasen können aus einem Füllschritt
oder aus mehreren Füllschritten,
Versiegelungsschritten oder Falzschritten in einer Reihe von verschiedenen
Kombinationen bestehen oder andere Funktionen umfassen.
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Zum
Beispiel müssen
sich bei oder vor dem Falz- oder Siegelungsschritt die in Bewegung
befindlichen Verpackungsbehälter
und die Vorrichtungen, die die Verpackungsbehälter falzen oder siegeln, in der
richtigen Ausrichtung in Bezug auf einander befinden, so dass der
Falzvorgang oder der Siegelungsvorgang korrekt ausgeführt werden
kann. Prinzipiell gibt es zwei Varianten der Ausrichtung. Entweder
behält
ein jeder Verpackungsbehälter
seine Ausrichtung bei, in welchem Fall die Vor richtung zum Falzen
beziehungsweise Siegeln in Bezug auf den sich bewegenden Verpackungsbehälter ausgerichtet wird,
das heißt
die Vorrichtung zum Falzen oder Siegeln passt ihre Ausrichtung an.
Alternativ dazu wird ein jeder Verpackungsbehälter gedreht, das heißt in die
richtige Ausrichtung gedreht, und die Vorrichtung zum Falzen oder
Siegeln ist stationär.
Die letztgenannte Alternative ergibt normalerweise ein größeres Maß an Betriebszuverlässigkeit
bei dem Falzen oder dem Siegeln der Verpackungsbehälter in
Bewegung. Ein Verfahren der Durchführung dieser Ausrichtung der
Verpackungsbehälter
ist der Einsatz eines Förderers
mit einer Drehvorrichtung, die ihre Ausrichtung ändert, das heißt, sie
dreht die Behälter
aus einer ersten Ausrichtung in eine zweite Ausrichtung, so dass
eine unterschiedliche Seite des Verpackungsbehälters, die sich zum Beispiel
im rechten Winkel zu und angrenzend an die Vorderseite in der ersten
Ausrichtung befindet, die Vorderseite in einer zweiten Ausrichtung
in der fortgesetzten Richtung der Bewegung des Förderers wird. Natürlich können beide
dieser Verfahren der Ausrichtung so kombiniert werden, dass sowohl
die Packungen als auch die Falzvorrichtungen einen Teil der Ausrichtungsbewegung
ausführen.
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Die
Veröffentlichung
WO 0228716 beschreibt eine
Vorrichtung zum Drehen von Verpackungsbehältern in einer Füllmaschine.
Diese Vorrichtung nimmt sich bewegende Verpackungsbehälter auf,
bewegt und dreht sie und gibt sie weiter, von einer ankommenden
ersten Ausrichtung zu einer zweiten Ausrichtung. Die Vorrichtung
gibt die sich bewegenden Verpackungsbehälter in der gleichen Bewegungsrichtung
in ihrer zweiten Ausrichtung wie in ihrer ersten Ausrichtung ab,
jedoch sind die Verpackungsbehälter
um 90 Grad gedreht worden. Die Drehung wird durch eine Schwenkbewegung
ausgeführt,
und die Vorrichtung besteht aus einem Drehrad, auf dem Trägereinheiten
drehbar gesi chert sind. Eine jede Trägereinheit ist über eine
Trägerwelle
gesichert, die sich axial durch das Drehrad erstreckt, wobei seine
Drehachse parallel zu der Drehachse des Drehrades ist. Es wurde
jedoch festgestellt, dass diese Ausführung eine Reihe von Nachteilen
aufweist, die im Wesentlichen auftreten, wenn die Vorrichtung mit
großer
Geschwindigkeit läuft.
Probleme, die zum Beispiel aufgetreten sind, sind, dass die Packung
beschädigt
werden kann, wenn die Trägereinheit
die Packung hält
oder abgibt und dass die Packung gelegentlich eine Tendenz zeigt,
aus dem nachfolgenden Teil der Maschine in Verbindung mit der Abgabe
aus der Trägereinheit
herauszuspringen.
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In
EP 1 123 886 wird eine andere
Vorrichtung beschrieben, die zum Drehen der Produkte, die später zu verpacken
sind, verwendet wird. Ein jedes Produkt wird in einen Träger bewegt
und die Drehbewegung wird so ausgeführt, dass der Schwerpunkt des Produktes
während
der Änderung
der Ausrichtung im Wesentlichen auf der geometrischen Drehachse liegt.
Jedoch sind die Träger
so ausgelegt, dass Beschädigungen
in Form unerwünschter
Abdrücke
auf dem Produkt nicht verhindert werden können.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit gewesen, eine Vorrichtung
zum Drehen von Verpackungsbehältern
in einer Füllmaschine
bereitzustellen, in der der Drehvorgang schonender ausgeführt wird,
was die Gefahr der Beschädigung
des Verpackungsbehälters
während
der Drehphase und wenn die Verpackung, nachdem sie gedreht worden ist,
zu dem nächstfolgenden
Produktionsschritt weitergeschaltet wird, minimiert. Es wurde möglich, dies mittels
einer Vorrichtung zu realisieren, die einen Drehmechanismus umfasst,
der angepasst ist, um die Ausrichtung von einer Anzahl von Verpackungsbehältern in
Bewe gung in einer Füllmaschine
von einer ersten Ausrichtung in eine zweite Ausrichtung zu ändern, die
einen Förderer
umfasst, der mit wenigstens einem Träger versehen ist, mit dem wenigstens eine
Trägereinheit
verbunden ist. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägereinheit
drehend im Verhältnis
zu dem Träger
um eine geometrische Drehachse ist und angepasst ist, um den Verpackungsbehälter so
zu tragen, dass der Schwerpunkt des Verpackungsbehälters während der Änderung
der Ausrichtung im Wesentlichen auf der geometrischen Drehachse
befindlich ist und dass der Schwerpunkt des Verpackungsbehälters dabei im
Wesentlichen die gleiche Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit von
der ersten Ausrichtung zu der zweiten Ausrichtung beibehält. Weiterhin
ist die Trägereinheit
mit einem Paar Fingerabschnitte versehen, die angepasst sind, um
den Verpackungsbehälter
zu tragen, und die Verpackungsbehälter, die zugeführt werden,
sind Verpackungsbehälter,
deren Eckklappen im Wesentlichen gerade von den Seiten der Verpackungsbehälter abstehen;
dass die Fingerabschnitte der Trägereinheit
angepasst sind, um in der Lage zu sein, den Verpackungsbehälter mittels
Anschlag unter diesen Eckklappen zu transportieren. Indem der Schwerpunkt
eines jeden Verpackungsbehälters
von der ersten Ausrichtung zu der zweiten Ausrichtung die gleiche
Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung beibehält, das heißt im Wesentlichen der gleichen
Linie folgt, kann die Vorrichtung mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten
laufen, bevor eine mögliche
verzögerte
Bewegung, wie zum Beispiel eine stehende Welle oder ein ähnlicher
Rückstoß in dem
Inhalt des Verpackungsbehälters
berücksichtigt
werden muss. Dadurch, dass die Wirkung des Inhalts auf den Verpackungsbehälter auf
ein Minimum reduziert wird, wird die Gefahr von Beschädigung an
dem Verpackungsbehälter
aufgrund von Rucken gegen umliegende Teile in der Vorrichtung oder dem
nächstfolgenden
Förderer
auf ein Minimum reduziert. Ein weite rer Vorteil besteht darin, dass
die Verpackungsbehälter
während
des Drehvorganges nicht übermäßig fest
gehalten werden müssen,
was eine weniger komplexe Ausführung
und einen weniger komplexen Aufbau der Trägereinheit ermöglicht. Dies
bewirkt weiterhin, dass die Anschlagfläche zwischen der Trägereinheit
und dem Verpackungsbehälter
reduziert werden kann, was wiederum zu der Reduzierung der Gefahr
beiträgt,
dass unerwünschte Abdrücke auf
dem Druck oder auf der Verpackung auftreten.
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Aufgrund
der Fingerabschnitte können
die Verpackungsbehälter
recht einfach und zuverlässig angehoben
und gedreht werden, und die Gefahr von sichtbaren Abdrücken oder
Beschädigungen
an dem Druck oder der Gestaltung der Verpackungsbehälter wird
auf ein Minimum reduziert. Ein weiterer Vorteil der Bereitstellung
der Trägereinheit
mit Fingerabschnitten besteht darin, dass die Trägereinheit danach im Wesentlichen
nur von der Bodenauslegung des Verpackungsbehälters abhängig ist. Es ist somit möglich, das
Fassungsvermögen
des Verpackungsbehälters
zu ändern,
ohne dass die Fingerabschnitte neu ausgelegt werden müssen (solange
die Bodenauslegung gleich ist). Die gesamte Vorrichtung wird anstelle
dessen im Verhältnis
zu den umliegenden Förderern
angehoben oder abgesenkt. Sollte die Bodenauslegung des Verpackungsbehälters jedoch
geändert
werden, führt
dies zu keiner größeren Umgestaltung,
da nur die Fingerabschnitte der Trägereinheit ausgewechselt werden
müssen.
Dies ermöglicht eine
sehr flexible und wirtschaftlich lebensfähige Lösung.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung umfasst der Träger ein erstes Trägerteil
und ein zweites Trägerteil,
wobei wenigstens eines der Trägerteile
verschiebbar im Verhältnis
zu dem anderen in einer ersten Richtung ist und die Trägereinheit
mit einem jeden Trägerteil drehbar
verbunden ist, wobei eine jede jeweilige Drehverbindung in einem
Abstand von einander in einer zweiten Richtung quer zu der ersten
Richtung angeordnet ist. Dadurch, dass die Drehverbindungen in einer
beabstandeten Beziehung zueinander in einer Richtung quer zu der
Richtung, in der die Trägerteile verschoben
werden, angeordnet sind, wird eine Bewegung der Trägerteile
im Verhältnis
zueinander aufgrund der Geometrie zu einer Drehung der Trägereinheit
führen.
Dies bewirkt wiederum ein Drehen des Verpackungsbehälters.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit
nicht drehbar mit einer Welle verbunden ist, die in einem der Trägerteile gelagert
ist. Weiterhin ist die Trägereinheit
mit einem Stift versehen, der in einer Laufbahn bewegt werden kann,
die in dem zweiten Trägerteil
bereitgestellt wird. Die gegenseitige Beziehung der Welle und des Stiftes
ist dergestalt, dass eine Verschiebung von wenigstens einem der
Trägerteile
im Verhältnis
zu dem anderen eine Drehung der Trägereinheit bewirkt, die eine Änderung
der Ausrichtung des Verpackungsbehälters von der ersten Ausrichtung
zu der zweiten Ausrichtung bewirkt. Indem die Trägerteile auf diese Weise ausgebildet
werden, wird eine Ausführung
erzielt werden, die nur wenige Teile umfasst, einfach ist, robust
und wirtschaftlich ist und die dennoch die oben beschriebenen Probleme
löst.
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Vorzugsweise
stimmt die Welle mit der geometrischen Drehachse überein,
was ein einfaches und robustes Verfahren der Ausführung des
gewünschten
Drehmomentes darstellt.
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Vorzugsweise
wirken die Fingerabschnitte mit wenigstens einer Arretiernase zusammen,
die angepasst ist, um an die eine Falzkante einer jeden Eckklappe
anzustoßen.
Wenn der Verpa ckungsbehälter
an die Arretiernase angrenzt, kann sichergestellt werden, dass der
Schwerpunkt des Verpackungsbehälters
auf der geometrischen Drehachse liegt. Die Arretiernase sichert
weiterhin, dass die Verpackungsbehälter auf die gleiche Art und
Weise in allen Trägereinheiten
abgestützt
werden, unabhängig davon,
ob der Verpackungsbehälter
ursprünglich zum
Beispiel schräg
in die Trägereinheit
einläuft.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
die Trägerteile
beweglich im Verhältnis
zueinander dahingehend, dass der Förderer eine Anzahl von Laufbahnen
umfasst, die jeweils ihre Schleife bilden, die Trägerteile
in den Laufbahnen geführt
werden und die Laufbahnen Übergangsabschnitte
umfassen, die einen Wechsel der Laufbahn für wenigstens eines der Trägerteile
ermöglichen.
Dies ist ein einfaches und betriebszuverlässiges Verfahren, um die Trägerteile
im Verhältnis
zueinander beweglich zu machen. Der Vorteil besteht weiterhin darin,
dass die Laufbahnen einfach zum Beispiel aus Blech oder ähnlichem herzustellen
sind und dass die Übergangsabschnitte einfach
aus Kunststoffblöcken
gefräst
werden können.
Dies ergibt eine Lösung,
die weitaus wirtschaftlicher ist als eine, die zum Beispiel Nockenflächen umfasst,
die in Stahl gefräst
werden und um den gesamten Förderer
herum laufen.
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Während weiterhin
der Behälter
vorzugsweise in seiner ersten Ausrichtung angeordnet ist, zeigen
die Fingerabschnitte in eine Richtung im Wesentlichen quer zu der
Transportrichtung der Behälter, und
während
der Behälter
in seiner zweiten Ausrichtung angeordnet ist, zeigen die Fingerabschnitte
in eine Richtung im Wesentlichen rückwärts zu der Transportrichtung.
Mit diesen Mitteln kann die Trägereinheit
den Behälter
problemlos transportieren, indem sie quer zu der Transportrichtung
des Förderers bewegt
wird, und die Übergabe
zu einem abgehen den Förderer
wird sehr einfach sein, da die Fingerabschnitte aus ihrer Position
unter den Eckklappen herausgleiten, ohne dass die Ausrichtung der
Verpackungsbehälter
verändert
werden muss.
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Vorzugsweise
sind die Trägerteile
verschiebbar auf wenigstens einer Welle gelagert, wobei die Welle
mit einem Riemen verbunden ist, der mittels einer Klemmvorrichtung
für den
Förderer
bereitgestellt wird. Indem die Trägerteile an Wellen befestigt
werden, die sodann mit einer Klemmvorrichtung mit dem Riemen verbunden
werden, wird der Vorteil erzielt werden, dass die Trägerteile
problemlos ausgewechselt werden können, ohne dass die Riemen
ausgebaut oder ausgewechselt werden müssen. Somit kann der erforderliche
Zeitaufwand für
Wartungsarbeiten verringert werden, und da weiterhin weniger Teile
ausgewechselt werden müssen,
wird die Vorrichtung aus wirtschaftlicher Sicht überlegen sein. Dies ermöglicht eine
sehr einfache, wirtschaftliche und stabile Konstruktion mit wenigen
Teilen, und Stillstandszeit, die von dem Standpunkt der Kapitalinvestition
kostspielig ist, kann verkürzt
werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht
der Riemen aus einem Riemengetriebe, das ebenfalls wenigstens eine
Riemenscheibe umfasst, über
die der Riemen laufen gelassen wird, wobei die Trägerteile
verschiebbar auf zwei Wellen gelagert sind, wobei die Wellen mit
dem Riemen verbunden sind, und wobei die Mittelpunkte der Wellen
in einem Abstand von der Flankenlinie des Riemens in einer Richtung
im Wesentlichen im rechten Winkel zu diesem von der Riemenscheine
nach außen
verschoben werden, so dass der gegenseitige Abstand zwischen den
beiden Wellen von gleicher Größe ist, wenn
beide Wellen oberhalb der Riemenscheibe angeordnet sind und wenn
sie in einem Abschnitt des Getriebes angeordnet sind, in dem der
Riemen im Wesentlichen gerade ist. Indem der Mittelpunkt der Welle
um einen Abstand von der Flankenlinie verschoben wird, wird es möglich sein,
synchronen Antrieb zu realisieren, auch wenn ein Riemenantrieb für eine Vorrichtung
zum Drehen von Verpackungsbehältern
verwendet wird. Eine Ausführung
mit vollständigen
Nockenkurven und Linearführung
kann somit umgangen werden. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich;
zum Beispiel kann eine Vorrichtung realisiert werden, die wenige
Teile aufweist, wobei dies einen Vorteil von dem Gesichtspunkt der
Reinigung und des Verschleißes
mit sich bringt. Analog dazu wird eine Vorrichtung von geringem
Gewicht erreicht werden.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Länge
der Differenz r
1 – r
0,
wobei r
0 der Radius von dem Mittelpunkt
der Riemerischeibe zu der Flankenlinie ist und wobei r
1 durch
die folgende Gleichung berechnet wird
wobei a der gegenseitige
Abstand zwischen den beiden Wellen ist, wenn der Riemen gerade ist.
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Vorzugsweise
ist der Riemen ein Zahnriemen. Mit diesen Mitteln können herkömmliche
Riemen eingesetzt werden und etwas weiter unten wird gezeigt werden,
dass die Sicherung der Wellen durch die Zähne des Zahnriemens ermöglicht wird.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst
die Klemmvorrichtung zum Sichern des Riemens ein erstes Teil, das
angepasst ist für
vollständigen
oder teilweisen Anschlag in einer Zahnlücke in dem Riemen und in der
Stützvorrichtung
in der Welle, wobei die Stützvorrichtung
Fortsetzungen der Zahnlücke
an einem jeden Ende derselben ausbildet und wobei das erste Teil
in der Stützvorrichtung
eingerastet werden kann, und wobei das erste Teil mit einem zweiten
Teil in Form eines Jochelementes verbunden ist, wobei die Jochelemente
angepasst sind, um die Welle so zu umschließen, dass ein Umschlingungswinkel
zwischen den Anschlagpunkten des ersten Teiles in der Stützvorrichtung
in der Welle und den Anschlagpunkten der Jochelemente an der Welle ausgebildet
wird, der ausreichend groß ist,
damit die Geometrie der Welle in der Lage ist, die Klemmvorrichtung
in einer gesicherten Position zu halten. Infolge einer Klemmvorrichtung
dieser Art können
die Träger
recht einfach an dem Riemen gesichert werden, und wenn ein Träger oder
mehrere Träger
ausgewechselt werden muss oder müssen,
muss oder müssen
nur dieser oder diese von dem Riemen abgebaut werden. Die eigentliche
Klemmvorrichtung an sich ist einfach und wirtschaftlich in der Herstellung.
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Vorzugsweise
ist die Welle mit wenigstens einer Vertiefung versehen, die wenigstens
teilweise angepasst ist, den Riemen aufzunehmen und in der die Stützvorrichtungen
angeordnet werden. Indem die Welle mit einer Vertiefung für den Riemen
versehen wird, wird es sehr einfach sein, den Mittelpunkt der Welle
in einem Abstand von der Flankenlinie des Riemens zu positionieren.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ändern der
Ausrichtung einer Anzahl von Verpackungsbehältern von einer ersten Ausrichtung
zu einer zweiten Ausrichtung, wobei die Eckklappen dieser Verpackungsbehälter im
Wesentlichen gerade von den Seiten der Verpackungsbehälter abstehen
und sich die Verpackungsbehälter
in einer Füllmaschine
in Bewegung befinden. Das Verfahren umfasst Transportieren ei nes
Verpackungsbehälters
durch eine Trägereinheit,
die mit einem Träger
in einem Förderer
verbunden ist, und Drehen der Trägereinheit
im Verhältnis
zu dem Träger
um eine geometrische Drehachse auf eine solche Weise, dass der Schwerpunkt
des Verpackungsbehälters
während
der Änderung
der Ausrichtung im Wesentlichen auf der geometrischen Drehachse
liegt und dass der Schwerpunkt des Verpackungsbehälters dabei
im Wesentlichen die gleiche Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit
von der ersten Ausrichtung zu der zweiten Ausrichtung beibehält. Weiterhin
umfasst es Transportieren des Verpackungsbehälters mittels Anschlag unter
den Eckklappen durch ein Paar Fingerabschnitte. Wie bereits erwähnt worden
ist, bringt dies den Vorteil mit sich, dass eine Änderung
der Ausrichtung eines Behälters
von einer ersten Ausrichtung zu einer zweiten Ausrichtung mit wesentlich größerer Geschwindigkeit
ausgeführt
werden kann, bevor eine mögliche
verzögerte
Bewegung, wie zum Beispiel eine stehende Welle oder ein ähnlicher Rückschlag
in dem Inhalt des Verpackungsbehälters berücksichtigt
werden muss. Dadurch, dass die Wirkung des Inhaltes des Verpackungsbehälters auf
ein Minimum reduziert wird, wird das Risiko der Beschädigung des
Verpackungsbehälters
aufgrund von ruckweisen Bewegungen oder Stößen gegen umgebende Teile in
der Vorrichtung, die die Änderung
ausführt,
oder den nächstfolgenden
Förderer
auf ein Minimum reduziert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass
der Verpackungsbehälter
bei dem Drehen nicht übermäßig fest
gehalten werden muss, was eine weniger komplexe Ausführung für die Trägereinheit
mit sich bringt. Dies bewirkt weiterhin, wie bereits erwähnt worden
ist, dass die Anschlagfläche
zwischen der Trägereinheit
und dem Verpackungsbehälter
reduziert werden kann, was wiederum zu der Reduzierung des Risikos
des Auftretens unerwünschter
Abdrücke
in dem Druck auf der Packung nach sich zieht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ANHÄNGENDEN ZEICHNUNGEN
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Ein
gegenwärtig
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unten ausführlicher
und unter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 veranschaulicht
schematisch in der Perspektive eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit in Bewegung befindlichen Förderern und Verpackungsbehältern.
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2a veranschaulicht
schematisch eine Reihe von Ansichten I–V, die das Drehen der Trägereinheit
veranschaulichen, wobei die Ansichten I–V in Bezug auf 1 von
unten gesehen sind.
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2b zeigt
schematisch die Vorrichtung in einer Ansicht von schräg unten
(um das Verständnis der
Ansichten in 2a zu erleichtern).
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3 zeigt
schematisch in einer Anzahl von Ansichten ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Klemmvorrichtung und wie diese eine Welle an dem Riemen befestigt.
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4 zeigt
schematisch eine perspektivische Ansicht einer Welle.
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5 zeigt
schematisch Ansichten I–V
von verschiedenen Wellenquerschnitten und Umschlingungswinkeln.
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6 zeigt
schematisch eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der
Klemmvorrichtung.
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7 veranschaulicht
schematisch die Befestigung der Wellen.
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8 zeigt
schematisch eine Anzahl von Ansichten der Trägereinheit, die einen Verpackungsbehälter transportiert.
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9 zeigt
schematisch eine Skizze der Laufbahnen und der Übergangsabschnitte; und
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10 zeigt
schematisch eine perspektivische Ansicht des Förderers mit den Laufbahnen
und dem dritten Übergangsabschnitt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
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1 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung, die allgemein mit der Verweisziffer 10 bezeichnet
wird, zum Ändern
der Ausrichtung von sich bewegenden Verpackungsbehältern 12 vor
einem Produktionsschritt in einer Füllmaschine zum Verpacken von
Erzeugnissen, wie zum Beispiel Nahrungsmittelerzeugnissen. In dem
Beispiel sind die Verpackungsbehälter
parallelepipedförmige
Packungen, die aus laminiertem Verpackungsmaterial hergestellt werden,
das eine Kernlage, wie zum Beispiel Papier oder Pappe, und äußere, flüssigkeitsdichte
Lagen aus Kunststoff umfasst. Solche Verpackungsbehälter werden
gelegentlich aus einzelnen Rohteilen hergestellt, die aus Materialbögen hergestellt
werden und durch Überlappen
ihrer Längskanten
zu einem Rohr ausgebildet werden. Das Rohr wird danach entlang seiner
einen Querkante, die quer zu der Längsrichtung des Rohres angepasst
ist, gesiegelt, wonach der Verpackungsbehälter gefüllt und an seiner anderen Querkante
gesiegelt wird. Vor den Versiegelungsvorgängen wird das Rohteil in dem
Querversiegelungsbereich gerichtet. Nach dem Befüllen und dem abschließenden Falzen
werden gegebenenfalls zusätzliche
Form- und Schweißvorgänge ausgeführt und
bei den parallelepipedförmigen
Packungen 12 werden die doppelwandigen Eckklappen 14 der
kissenförmigen
Verpackungsbehälter
nach innen gefalzt und nach der Außenseite des Verpackungsbehälters gesiegelt.
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Die
Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ist zwischen
einer Querversiegelungsstation (nicht gezeigt) und einer nachfolgenden
Falzstation (nicht gezeigt) angeordnet, wo die doppelwandigen Eckklappen 14 nach
innen gefalzt und nach der Außenseite
des Verpackungsbehälters
versiegelt werden. Die Eckklappen 14 des Verpackungsbehälters zeigen
in dieser Position somit von den Seiten des Verpackungsbehälters gerade
nach außen.
Die Vorrichtung wirkt mit einem ankommenden ersten Förderer und
mit einem abgehenden zweiten Förderer 16, 18 zusammen,
wobei der ankommende Förderer 16 die
Verpackungsbehälter 12 von
der Querversiegelungsstation zu der Vorrichtung 10 zuführt und
wobei der abgehende Förderer 18 die
Verpackungsbehälter 12 von
der Vorrichtung 10 zu der abschließenden Falzstation zuführt.
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Die
Vorrichtung 10 nimmt einen jeden sich bewegenden Verpackungsbehälter 12 von
einer ankommenden ersten Ausrichtung 20 links in der Figur an,
dreht sie und übergibt
sie an eine zweite Ausrichtung 22 rechts in der Figur.
Somit werden die Verpackungsbehälter 12 in
ihrer ersten Ausrichtung 20 in dem ankommenden Förderer 16 zugeführt und
kommen in der gleichen Ausrichtung an der Vorrichtung 10 an,
um danach gedreht und in ihrer zweiten Ausrichtung 22 von
dem abgehenden Förderer 18 aufgenommen
zu werden, der die Verpackungsbehälter 12 weiter transportiert.
Die Vorrichtung 10 gewährleistet, dass
die sich bewegenden Verpackungsbehälter 12 in ihrer zweiten
Ausrichtung 22 die gleiche Bewegungsrichtung und die gleiche
Geschwindigkeit wie in ihrer ersten Ausrichtung 20 beibehalten.
Die Transportrichtung der sich bewegenden Verpackungsbehälter 12 wird
in der Figur durch Pfeile von links nach rechts angedeutet.
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Der
ankommende Förderer 16 kann
von herkömmlicher
Ausführung
sein, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. In dem Beispiel
handelt es sich um einen Förderer
der Art, der mit einer Gleitschiene zusammenwirkt. In einem Bereich
verlaufen die Schiene und der Riemen parallel. Die Verpackungsbehälter 12 stehen
auf der Gleitschiene in ihrer ersten Ausrichtung und werden mit
Hilfe der Träger
in Form von Blöcken,
die auf dem Riemen mit einem gleichmäßigen Abstand angeordnet sind,
entlang der Schiene vorwärts
gedrückt
oder geschoben. Das Förderband
wird auf eine dem Durchschnittsfachmann bekannte herkömmliche
Art durch eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) angetrieben und geführt. Natürlich kann
der ankommende Förderer 16 jedoch auch
von einer anderen als der beschriebenen Art sein, so kann er zum
Beispiel ein Kettenförderer
sein. Der abgehende Förderer 18 kann
ebenfalls von herkömmlicher
Ausführung
sein und in dem Beispiel handelt es sich dabei um eine Art Förderband,
das mit Trägereinheiten 24 versehen
ist. Das Förderband 18 wird
durch eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) auf herkömmliche
dem Durchschnittsfachmann bekannte Art und Weise angetrieben und
geführt.
Beider Förderer 16, 18 sind
mit der Vorrichtung 10 synchronisiert.
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Um
in der Lage zu sein, die Verpackungsbehälter 12 von dem ankommenden
Förderer 16 abzunehmen
und sie zu dem abgehenden Förderer 18 zuzuführen, umfasst
die Vorrichtung 10 einen Förderer 26, der mit
einer Anzahl von Trägern 28 versehen
ist, um die Verpackungsbehälter 12 mitzuführen. Der Förderer 26 ist
mit einem Riemen zum Antreiben der Träger 28 versehen. Der
Ausdruck „Riemen" wird hierbei verwendet,
um zum Beispiel eine Kette oder einen Riemen als solches, wie zum
Beispiel einen Zahnriemen, zu bezeichnen. In dem Beispiel ist der Förderer 26 mit
einem ersten Riemen und einem zweiten Riemen 34, 35 versehen;
siehe 10. Die Riemen 34, 35 laufen
im Wesentlichen parallel in einem Abstand voneinander über Riemenscheiben (die
weiter unten beschrieben werden) auf eine herkömmliche dem Durchschnittsfachmann
bekannte Art und Weise. In dem Beispiel sind die Riemen 34, 35 Zahnriemen
und werden synchron zueinander in Linksdrehung in 1 angetrieben.
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Ein
jeder Träger 28,
siehe 2a, umfasst ein erstes und ein
zweites Trägerteil 30, 32,
die die Form von Blöcken
aufweisen und die beweglich auf zwei im Wesentlichen parallelen
Wellen 38 angeordnet sind. Die Blöcke können vorzugsweise aus Kunststoff
hergestellt werden. In dem vorliegenden Beispiel sind die Trägerteile 30, 32 so
angeordnet, dass eine jede Welle 38 durch beide Trägerteile 30, 32 verläuft. Die
Wellen 38 sind fest an den beiden angetriebenen Zahnriemen 34, 35 in
dem Förderer 26 so
befestigt, dass sie den Abstand zwischen den Riemen 34, 35 überspannen.
Die Wellen 38 sind fest im Wesentlichen rechtwinklig zu
der Bewegungsrichtung angeordnet und Verbindungsglieder 40,
siehe 2a, verbinden die Enden der
beiden Wellen miteinander.
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Eine
jede Welle 38 ist mittels wenigstens einer Klemmvorrichtung 42 in
jedem Riemen an beiden Riemen gesichert. In der folgenden Beschreibung und
unter Bezugnahme auf 3 wird ein erstes Ausführungsbeispiel
dieser Klemmvorrichtung 42 ausführlicher beschrieben werden,
und es wird gezeigt werden, wie eine Welle 38 mittels der
Klemmvorrichtung 42 zum Beispiel an dem ersten Riemen gesichert
werden kann. Die Klemmvorrichtung 42 umfasst ein erstes
Teil 44 in Form eines Stiftes, der angepasst ist, um an
den Riemen 30 anschlagen zu können. Der Anschlag an dem Riemen 30 erfolgt
in einer Zahnlücke
des Riemens 30. Der Stift 44 ist weiterhin angepasst,
um in die auf der Welle 38 ausgebildete Stützvorrichtungen 46 einrasten
zu können. Die
Stützvorrichtungen 46 bilden
Fortsetzungen der Zahnlücke
an einem jeden Ende derselben aus, das heißt die Stützvorrichtungen 46 werden
als kleine „Zahnlücken" angeordnet, die
auf die Zahnlücke
in dem Riemen 30 ausgerichtet sind. Der Stift 44 kann in
die Stützvorrichtungen 46 einrasten.
Auf beiden Seiten des ersten Teiles 44, das heißt in einem
jeden Ende des Stiftes, werden jeweils zweite Teile 48, 50 bereitgestellt.
Das erste Teil 44 ist somit das mittlere Teil. Die beiden
zweiten Teile 48, 50 sind im Wesentlichen identisch
und weisen jeweils die Form eines Jochelementes auf, das angepasst
ist, um die Welle 38 zu umgeben. Damit die Welle 38 so
positioniert werden kann, dass sich ihr Mittelpunkt in einem Abstand
von der Flankenlinie, die später
beschrieben werden wird, befindet, ist die Welle 38 mit
einer Vertiefung 56 versehen, die angepasst ist, um den
Riemen 30 wenigstens teilweise aufnehmen zu können. Die
Vertiefung 56 ist als Aussparung ausgebildet und weist
eine Oberfläche
auf, die angepasst ist, um an die flache Oberfläche des Riemens anzustoßen. Die Oberfläche hat
ein Ausmaß in
der Längsrichtung
der Welle, das größer ist
als der Riemen 30, in der Breitenrichtung des Riemens gesehen,
so dass die Oberfläche
auch die beiden Jochelemente 48, 50 aufnehmen
kann. Die Stützvorrichtungen 46 werden
mit Unterbrechungen in der Oberfläche ausgebildet, das heißt die Vertiefung 56 in
der Welle 38 besteht faktisch aus drei Abschnitten, aus
einem zentralen Abschnitt 56a, der den Riehem 30 aufnehmen
kann, sowie aus zwei kleineren äußeren Abschnitten 56b, 56c außerhalb
der Stützvorrichtung 46,
die jeweils eines der Joch elemente 48, 50 aus 4 aufnehmen
können.
Die äußeren Abschnitte 56b und 56c sollen
die Jochelemente stützen
und nehmen einen Teil der Federkraft auf, so dass die Klemmvorrichtung
nicht mit ihrer gesamten Kraft auf den Riemen drückt. Mit solchen Mitteln wird
die Gefahr minimiert, dass sich der Stift 22 seinen Weg
durch den Riemen „frisst". Daher rasten die äußeren Enden
des Stiftes neben den Jochelementen 48, 50 in
die Stützvorrichtungen 46 ein. Die
Stützvorrichtungen 46 sind
so ausgelegt, dass sie Drehung des Stiftes 44 so ermöglichen,
dass die Jochelemente 48, 50 die Welle 38 umgeben
können. Es
ist zu beachten, dass der Ausdruck „umgibt" oder „umgeben" nicht notwendigerweise bedeutet, dass die
Jochelemente 48, 50 vollständig an der Welle 38 anliegen
oder an diese anschlagen, sondern es ist ausreichend, dass es zusätzlich zu
dem Anschlagpunkt zwischen dem Stift 44 und den Stützvorrichtungen 46 einen
Anschlagpunkt an irgendeiner Stelle entlang der Jochform gibt.
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Die
Jochelemente 48, 50 sind ausgelegt, um die Welle 38 so
zu umgeben, dass ein Umschlingungswinkel γ zwischen den Anschlagpunkten
des ersten Teiles in den Stützvorrichtungen 46 in
der Welle 38 und den Anschlagpunkten der Jochelemente an der
Welle 38 ausgebildet wird, der ausreichend groß ist, damit
die Geometrie der Welle in der Lage ist, die Klemmvorrichtung 42 in
einer gesicherten Position zu halten, das heißt in einer Position, in der
die Klemmvorrichtung 42 den Riemen 30 gegen die
Welle 38 arretiert hält. 5 veranschaulicht,
was mit einem ausreichend großen
Umschlingungswinkel γ gemeint ist.
In der Ansicht I ist ein Querschnitt einer Welle 38 mit
Löchern
wie oben beschrieben zu sehen. Aufgrund des Loches 54 können die
Anschlagpunkte des Jochelementes in diesem Fall einen Umschlingungswinkel γ bilden,
der geringfügig
kleiner als 180 Grad ist. 6 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der Klemmvorrichtung 42,
bei dem die Jochelemente 48, 50 nicht in Löcher in
der Welle 38 einrasten sollen, sondern bei dem die äußeren Teile 52' der Jochelemente 48, 50 angepasst
sind, um an der Welle 38 anzuliegen. Diese Variante erfordert
einen Umschlingungswinkel γ von
wenigstens 180 Grad; siehe die Ansicht II in 5. Die Welle 38 kann
auch mit einem dreieckigen Querschnitt ausgelegt werden, wie in
der Ansicht III, oder mit einem Querschnitt in Form eines Polygons,
zum Beispiel eines Quadrats, wie in der Ansicht IV gezeigt wird,
und dann ist es ausreichend, dass der Umschlingungswinkel γ bis hinter
die erste Ecke reicht. Es ist jedoch zu beachten, dass die Form und
die Querschnittsfläche
des Jochelementes natürlich
von Bedeutung für
den erforderlichen Umschlingungswinkel γ sind. Wenn das Jochelement 48, 50 schwach
ist, wenn es zum Beispiel eine geringe Querschnittsfläche hat
und eine große
Jochform, ist wahrscheinlich ein größerer Umschlingungswinkel erforderlich;
siehe Ansicht V.
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In
dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
der Klemmvorrichtung 42, das in 3 gezeigt
wird, wird das Loch 54 in der Welle 38 im Wesentlichen
auf die Vertiefung 56 ausgerichtet angeordnet, das heißt auf der
anderen „Seite" der Welle 38.
Somit beträgt
der Umschlingungswinkel γ im
Wesentlichen 180 Grad.
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Die
Klemmvorrichtung 42 kann einfach durch Biegen eines Stahlstabes
hergestellt werden.
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Bei
der Montage der Klemmvorrichtung 42 wird der Zahnriemen 30 zuerst
so platziert, dass seine flache Oberfläche in Anschlag mit der flachen
Fläche
in der Vertiefung 56 der Welle 38 kommt; siehe 3.
Danach wird das erste Teil 44, der Stift, in die Stützvorrichtungen 46 eingedrückt; siehe
die o bere rechte Ansicht in 3. Danach
werden die Jochelemente 48, 50 so gedreht, dass
sie die Welle 38 umgeben, siehe die obere linke Ansicht
in 3, so dass die äußeren Enden 52 der
Jochelemente 48, 50 in die Löcher 54 auf der Unterseite
der Welle 38 einrasten; siehe die jeweiligen unteren Ansichten
in 3.
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In
der folgenden Offenlegung wird die Sicherung der Wellen 38 beschrieben
werden. Da beide Riemen 34, 35 synchron angetrieben
werden und in der Form und Position im Wesentlichen identisch sind,
wird die Sicherung der besseren Übersichtlichkeit
wegen nur für
den ersten Riemen 34 beschrieben werden. Wenn der Riemen 34 in
der Welle 38 gesenkt wird, wird die Senkfläche stets
an jedem einzelnen Punkt eine Tangente zu dem Riemen 34 sein. Dies
impliziert weiterhin, dass die Senkechte zu dieser Fläche, die
durch den Mittelpunkt der Welle hindurchgeht, stets den Mittelpunkt
der Riemenscheiben schneiden wird, mit denen sich die Welle 38 dreht.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst, wie bereits erwähnt worden ist, eine erste
Riemenscheibe und eine zweite Riemenscheibe 60, 62,
die auf der gleichen Höhe
in vertikaler Richtung in Beziehung zueinander angeordnet werden;
siehe 10. Die Riemenscheiben 60, 62 sind
in einem ersten Rahmen und einem zweiten Rahmen (nicht gezeigt)
gelagert, und wenigstens eine Riemenscheibe wird durch die Antriebsvorrichtung
angetrieben. In dem Beispiel besteht die erste Riemenscheibe 60 aus
einem ersten Riemenscheibenteil und aus einem zweiten Riemenscheibenteil 60a, 60b,
die nicht drehbar mittels einer Welle miteinander verbunden sind.
Dementsprechend besteht die zweite Riemenscheibe 62 aus
einem ersten Riemenscheibenteil und aus einem zweiten Riemenscheibenteil 62a, 62b,
die über
eine Welle nicht drehbar miteinander verbunden sind. Der erste Antriebs riemen 34 läuft über das
erste Riemenscheibenteil 60a in der ersten Riemenscheibe 60 und über das
zweite Riemenscheibenteil 62a in der zweiten Riemenscheibe.
Der zweite Antriebsriemen 35 läuft über das zweite Riemenscheibenteil 60b in
der ersten Riemenscheibe und über
das zweite Riemenscheibenteil 62b in der zweiten Riemenscheibe.
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Unter
Bezugnahme auf
7 wird nunmehr gezeigt werden,
wie die Sicherungspunkte der beiden Wellen zu berechnen sind, das
heißt
wo die Mittelpunkte der Wellen in Bezug auf die Flankenlinie anzuordnen
sind, damit ein gleichmäßiger Abstand zwischen
den beiden Wellen in dem gesamten Getriebe vorliegt, das heißt es muss
der gleiche Abstand zwischen den Wellen
38 vorliegen, wenn
dieser Teil des Riemens
34 (und
35), an dem sie
gesichert sind, gerade ist, als wenn das gleiche Teil eine der Riemenscheiben
60,
62 umgibt.
Der Ausdruck Flankenlinie bedeutet hierbei die Linie L, zu der sich
der Teilkreishalbmesser der Riemenscheibe erstreckt und zu der sich
der Teilkreishalbmesser in einem Zahnriemengetriebe von der Mitte
der Riemenscheibe zu der Mitte der Sehne in dem Antriebsriemen erstreckt,
das heißt
zu dem Punkt, an dem die Dehnung im Wesentlichen Null ist. In der
folgenden Beschreibung wird der Teilkreisradius als r
0 bezeichnet.
Bei geradem Riemen ist der gegenseitige Abstand zwischen den Mittelpunkten
der Welle a. Um diesen Abstand aufrecht zu erhalten, wenn der Riemen
um die Riemenscheibe gebogen ist, muss gelten, dass die Länge des
Bogensegmentes der Flankenlänge,
hier mit b bezeichnet, und der Sehnenabstand (der Abstand zwischen
den Wellen
38, wenn diese um das Rad angeordnet sind),
hier mit c bezeichnet, gleich der Länge a sein müssen, das
heißt
a = b = c. Dies wird erreicht, indem die Positionierung der Mittelpunkte
der Wellen um einen Abstand Δ
r von der Flankenlinie weg bewegt wird, das
heißt
in einer Richtung von der Mitte der Riemenscheibe weg. Die Mit telpunkte
der Wellen werden dann nicht auf r
0 von
der Mitte der Riemenscheibe liegen, sondern auf einem Radius r
1 davon, wobei dieser Radius r
1 länger ist
als r
0. Der Abstand Δ
r ist
die Differenz r
1 – r
0.
Die Formel zum Berechnen von r
1 lautet wie
folgt:
wobei c, wie bereits erwähnt, der
gewünschte
Sehnenabstand zwischen den beiden Wellen ist und αder Winkel
zwischen den beiden Wellen und der Mitte des Rades ist, das heißt zwischen
den bereits erwähnten
Senkrechten und den Senkflächen
der Wellen
38. Der Winkel α ist gleich b, geteilt durch
r
0, wobei b, wie bereits erwähnt wurde,
die Länge
des Flankenlinien-Bogenlängensegmentes
ist. Die Formel zum Berechnen von r
1 kann
sodann wie folgt abgeleitet werden:
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Da
b und c die gleiche Größe wie a
sein müssen,
können
c und b in der Formel durch a ersetzt werden, die sodann umgestellt
lautet:
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Das
erste Trägeteil 30 ist
mit einer Trägereinheit 58 versehen,
die die Aufgabe hat, einen Verpackungsbehälter 12 zu transportieren.
Da die Vorrichtung 10 die Ausrichtung des Ver packungsbehälters 12 von
der ersten Ausrichtung 20 zu der zweiten Ausrichtung 22 ändern soll,
umfasst sie weiterhin einen Drehmechanismus, der nunmehr beschrieben
werden wird.
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Die
Achse A bezeichnet die geometrische Drehachse, um die der Verpackungsbehälter gedreht werden
soll. In 2 verläuft die Achse A in einer Richtung
im Wesentlichen rechtwinklig zu der Ebene des Papiers, das heißt in den
Ansichten nach innen.
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Eine
Welle 64 verläuft
entlang der Drehachse A, siehe 8; diese
Welle ist an ihrem einen Ende fest mit der Trägereinheit 58 verbunden
und wirkt an ihrem anderen Ende mit einer Führungsrolle (nicht gezeigt)
zusammen. Zwischen der Führungsrolle
und der Trägereinheit
ist die Welle 64 in einem Loch (nicht sichtbar) in dem
ersten Trägerteil 30 so gelagert,
dass die Trägereinheit 58 nach
außen
zu dem Außenumfang
des Förderers 26 hin
aus gerichtet ist, während
die Führungsrolle
nach innen zu den zentralen Teilen des Förderers 26 hin ausgerichtet ist.
Die Trägereinheit 58 ist
mit einem Stift 66 versehen, der angepasst ist, um in einer
Laufbahn 68 oder in einem Langloch in dem zweiten Trägerteil 32 zu laufen.
Somit sind die Trägerteile 30, 32 mittels
der Trägereinheit 58 miteinander
verbunden und entlang der Wellen 38 aufeinander zu und
voneinander weg verschiebbar.
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Die
Trägereinheit 58 ist
mit einem zentralen Teil 70 und zwei Fingerabschnitten 72 versehen;
siehe 8. Ein Paar Fingerabschnitte 72 sind
angepasst, um einen Verpackungsbehälter 12 zu transportieren
und die Fingerpaare 72 sind im Verhältnis zu der Welle 64 so
angeordnet, dass der Schwerpunkt des Verpackungsbehälters mit
der geometrischen Drehachse A übereinstimmt,
wenn der Verpackungsbehälter 12 von
der Trä gereinheit 58 transportiert
und gedreht wird. Somit befindet sich die Welle 64 auf
dem zentralen Teil 70 auf der Hälfte des gegenseitigen Abstandes
zwischen den Fingerabschnitten 72. Während sich der Verpackungsbehälter 12 in
seiner ersten Ausrichtung 20 befindet, zeigen die Fingerabschnitte 72 in
eine Richtung quer zu der Transportrichtung der Verpackungsbehälter, und während sich
der Verpackungsbehälter 12 in
seiner zweiten Ausrichtung befindet, zeigen sie in eine Richtung
im Wesentlichen rückwärts oder
nach hinten im Verhältnis
zu der Transportrichtung. Jedoch sind die Fingerabschnitte 72 etwas
nach außen
abgewinkelt, um das Erfassen und Positionieren des Verpackungsbehälters 12 in
der Trägereinheit 58 zu
ermöglichen.
Jedoch wird dieser Winkel in der Offenlegung der Richtungen, in
die die Fingerabschnitte zeigen, in dem Text vernachlässigt. Ein
jeder Fingerabschnitt 72 wirkt weiterhin mit einer Arretiernase 74 an dem
zentralen Teil 70 zusammen. Die Arretiernasen 74 sind
so positioniert, dass wenn der Verpackungsbehälter 12 von der Trägereinheit 58 transportiert wird,
sie jeweils an einer Falzkante einer jeden jeweiligen dreieckigen
Eckklappe anliegen; siehe 8. Sie können dahingehend
beschrieben werden, dass sie Kräfte
in einer Ebene entsprechend der Rückseite des Verpackungsbehälters aufnehmen;
siehe die Verweisziffer 76.
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Die
Ansichten I–V
in 2a werden in einer Weise dargestellt, die dem
Bild entspricht, das man von unterhalb der Zuführvorrichtung in 1 nach oben
schauend erhalten würde;
siehe 2b. Die I in 2b zeigt,
wo die Ansicht I in 2a abgenommen wird. Die verschiedenen
Positionen der Trägerteile 30, 32 bei
der Drehung werden nunmehr beschrieben werden, und die Mechanik
hinter dem Drehprinzip basiert weitgehend auf dem Merkmal, dass
wenigstens eines der Trägerteile
im Verhältnis zu
dem anderen in einer ersten Richtung ver schiebbar ist und dass die
Trägereinheit 58 drehbar
mit einem jeden der Trägerteile
verbunden ist, wobei eine jede jeweilige drehbare Verbindung in
einem Abstand von einer anderen in einer zweiten Richtung quer zu der
ersten Richtung angeordnet ist. Die linksseitige Ansicht I in 2a zeigt
eine erste Position, in der beide Trägerteile 30, 32 in
einer ersten gedrehten Position angeordnet sind. Diese erste Position
hat ihr Gegenstück
in der ersten Ausrichtung 20 des Verpackungsbehälters 12,
und die Trägereinheit 58 ist
so ausgerichtet, dass die Fingerabschnitte 72 in eine Richtung
im Wesentlichen parallel zu den Wellen 38 gerichtet, das
heißt
quer zu der Transportrichtung der Verpackungsbehälter, zeigen, und es ist erkennbar, dass
der Stift 66 einen Winkel β1 in Bezug auf die Wellen 38 bildet.
In dem Beispiel ist der Winkel β1 = 45 Grad. Bevor das Drehen in die zweite
Ausrichtung beginnt, werden beide Trägerteile 30, 32 entlang
der Wellen 38 verschoben; siehe die Ansichten II–III. Diese
Bewegung wird später
beschrieben werden. Andererseits zeigt die Ansicht IV das begonnene
Drehen in die zweite Ausrichtung 22. Der Abstand zwischen
dem ersten und dem zweiten Trägerteil 30, 32 hat
sich verändert,
und in der als V bezeichneten Ansicht sind sie in einer zweiten,
auseinanderlaufenden Position angeordnet. Das zweite Trägerteil 32 ist
danach entlang der Wellen 38 von dem ersten Trägerteil 30 weg
verschoben worden. Der Stift 66 bildet nunmehr einen Winkel β2 mit den
Wellen 38. In dem Beispiel ist der Winkel β2 = 135 Grad,
und die Trägereinheit 58 ist
nunmehr in ihre zweite Position gedreht, wo sie so ausgerichtet
ist, dass die Fingerabschnitte 72 im Wesentlichen rechtwinklig
zu den oben genannten Wellen 38 sind. Diese zweite Position
hat ihr Gegenstück
in der zweiten Ausrichtung 22 des Verpackungsbehälters 12.
Die Differenz β1 – β2 entspricht
somit dem Winkel zwischen der ersten und der zweiten Ausrichtung 20, 22 des Verpackungsbehälters 12,
das heißt
der Drehung. In diesem Fall wird die Drehung 90 Grad betragen. Die
Drehung, die ausgeführt
wird, erfolgt unter Bezugnahme auf 1 nach rechts
beziehungsweise unter Bezugnahme auf 2a nach
links, so dass die Fingerabschnitte 72 in der zweiten Position
in eine Richtung weg von dem abgehenden Förderer 18 zeigen werden,
das heißt sie
zeigen in eine Richtung im Wesentlichen nach hinten oder rückwärts im Verhältnis zu
der Transportrichtung der Verpackungsbehälter (in 1 nach links).
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Die Änderung
von der ersten Position zu der zweiten Position und umgekehrt wird
nunmehr unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben werden. 10 zeigt,
dass der Förderer 26 mit
stationären
Führungen
in Form einer ersten, einer zweiten und einer dritten Laufbahn,
die mit 1, 2 beziehungsweise 3 bezeichnet
werden, versehen ist, die entlang des Förderers 26 in der
Drehrichtung ausgebildet werden. Die Laufbahnen 1 bis 3 sind
innerhalb der Zahnriemen 34, 35 angeordnet, das
heißt
die Zahnriemen 34, 35 verlaufen so außerhalb
der Laufbahnen 1 bis 3, dass die Führungsrollen
(nicht gezeigt) oder Führungsstifte
an der Unterseite der Trägerteile 30, 32 in
den Laufbahnen 1 bis 3 laufen können, wenn
die Zahnriemen angetrieben werden. Vorzugsweise sind das erste und
das zweite Trägerteil 30, 32 jeweils
mit einer Führungsrolle
versehen.
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Entlang
der Laufbahnen 1 bis 3 gibt es drei feste Laufbahn-Änderungsbereiche,
siehe 9, die jeweils einen mit 78, 80 beziehungsweise 82 bezeichneten Übergangsabschnitt
umfassen. Der erste Übergangsabschnitt 78 ist
an dem Punkt positioniert, an dem die Verpackungsbehälter 12 von
dem ankommenden Förderer 16 aufzunehmen
sind, das heißt
an dem die Vorrichtung 10 die Verpackungsbehälter 12 transportieren
soll. Vor dem ersten Übergangsabschnitt 78 werden
das zweite Träger teil 32 in
der ersten Laufbahn 1 geführt und das erste Trägerteil 30 in der
zweiten Laufbahn 2. Wenn die erste Laufbahn und die zweite
Laufbahn 1, 2 aneinander angrenzend verlaufen,
befinden sich die Trägerteile 30, 32 somit in
ihrer ersten gedrehten Position (siehe auch Ansicht I in 2a),
und die Fingerabschnitte 72 zeigen in eine Richtung zu
der dritten Laufbahn 3 hin. Der ankommende Förderer 16 ist
im Verhältnis
zu der Vorrichtung 10 so angeordnet, dass sich die Verpackungsbehälter 12 in
einer Richtung parallel zu den Laufbahnen 1 bis 3 bewegen,
in der Nähe
der dritten Laufbahn 3, und die Fingerabschnitte 72 sind
nicht in der Lage, die Verpackungsbehälter 12 zu berühren, wenn
die Trägerteile 30, 32 in
der ersten und der zweiten Laufbahn 1, 2 geführt werden.
An dem ersten Übergangsabschnitt 78 soll
ein jedes Paar von Fingerabschnitten 72 um einen jeweiligen
Verpackungsbehälter 12 greifen.
Dies wird dadurch umgesetzt, dass die Trägereinheit 58 mit
ihren Fingerabschnitten 72 in einer Richtung quer zu den
Laufbahnen 1 bis 3 bewegt wird, das heißt zu der
dritten Laufbahn 3 hin und zu den Verpackungsbehältern 12 hin.
Diese seitliche Verschiebung wird dadurch erzielt, dass der erste Übergangsabschnitt 78 einen Übergang
von der ersten Laufbahn 1 zu der zweiten Laufbahn 2 umfasst sowie
einen Übergang
von der zweiten Laufbahn 2 zu der dritten Laufbahn 3,
das heißt
nach dem ersten Übergangsabschnitt 78,
das zweite Trägerteil 32 wird in
der zweiten Laufbahn 2 geführt und das erste Trägerteil 30 wird
in der dritten Laufbahn 3 geführt. Eine seitliche Verschiebung
ist erzielt worden, ohne dass die Trägereinheit 58 gedreht
worden ist; siehe die Ansichten II und III in 2a.
An diesem ersten Übergangsabschnitt 78 stehen
die Fingerabschnitte 72 somit unter den Eckklappen 14 des
Verpackungsbehälters
nach innen vor, bis die Arretiernase 74 an den Fingerabschnitten 72 an
eine jeweilige Falzkante der Eckklappen 14 zum Anschlag
kommt. Nach dem ersten Übergangsabschnitt 78 geht der
ankommende Förderer 16 von
der Vorrichtung 10 weg, und die Verpackungsbehälter 12 sind
somit freihängend
in den Fingerabschnitten 72 der Trägereinheiten 58, das heißt die Fingerabschnitte 72 sind
unter den Eckklappen 14 in Anschlag.
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Der
zweite Übergangsabschnitt 80 ist
hinter dem ersten Übergangsabschnitt 78,
jedoch vor dem Punkt, an dem die Verpackungsbehälter 12 weiter zu dem
abgehenden Förderer 18 zuzuführen sind,
angeordnet. Der zweite Übergangsabschnitt 80 besteht aus
einem Drehbereich, in dem die Verpackungsbehälter 12 die Ausrichtung
von der ersten Ausrichtung 20 zu der zweiten Ausrichtung 22 ändern sollen.
Das Drehen, das erfordert, dass das zweite Trägerteil 32 von dem
ersten weg verschoben wird, wird durchgeführt, indem dieser Übergangsabschnitt 80 nur
einen Übergang
von der zweiten Laufbahn 2 zu der ersten Laufbahn 1 umfasst.
Das bedeutet, dass das zweite Trägerteil 32 hinter
dem Übergangsabschnitt 80 in der
ersten Laufbahn geführt
wird und dass das erste Trägerteil 30 ebenfalls
weiterhin in der dritten Laufbahn 3 geführt wird. Die Trägerteile 30, 32 werden dadurch
auseinander gedrückt,
und die Trägereinheit 58 wird
um 90 Grad gedreht. Der Verpackungsbehälter 12 nimmt dadurch
seine zweite Ausrichtung 22 ein; siehe die Ansicht V in 2a.
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Der
dritte Übergangsabschnitt 82 wird
vor dem Punkt angeordnet, an dem die Verpackungsbehälter 12 angepasst
sind, um von dem ankommenden Förderer 16 übernommen
zu werden, und hinter dem Punkt, an dem die Verpackungsbehälter 12 weiter
zu dem abgehenden Förderer 18 zugeführt werden.
Dieser Übergangsabschnitt 82 ist
so ausgebildet, dass das zweite Trägerteil 32 hinter
dem Übergangsabschnitt 82 in
der ersten Laufbahn 1 geführt werden wird, und das erste
Trägerteil 30 wird
in der zweiten Laufbahn 2 geführt, was bedeutet, dass der Übergangsabschnitt 82 mit
einem Übergang
für das erste
Trägerteil 30 von
der dritten Laufbahn 3 zu der zweiten Laufbahn 2 ausgebildet
wird. Die Trägerteile 30, 32 werden
dadurch erneut in ihre erste Position zusammengeführt, was
impliziert, dass sich die Trägereinheit 58 in
eine Ausrichtung zurück
gedreht hat, in der die Fingerabschnitte 72 der Trägereinheit 58 mit
ihrer Längsrichtung
im Wesentlichen in einer Richtung quer zu den Laufbahnen 1 bis 3 ausgerichtet
sind, das heißt
die Position, die ihr Gegenstück
in der ersten Ausrichtung 20 des Verpackungsbehälters hat.
Dies ist eine Drehung um 90 Grad. Die Trägereinheit 58 kann
danach einen Verpackungsbehälter 12 ergreifen,
wenn sie erneut den ersten Übergangsabschnitt 78 erreicht.
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In
dem Beispiel weist jeder der Übergangsabschnitte 78 bis 82 die
Form eines Blockes auf, der quer zu den drei Laufbahnen 1 bis 3 angeordnet
ist, und der Block ist mit Austausch-Laufbahnen 84 versehen.
Wenn zum Beispiel kein Übergang
zu einer anderen Laufbahn stattfinden soll, verbinden die Austauschblöcke 84 in
dem Block die ursprünglichen Laufbahnen;
siehe die erste Laufbahn 1 in 10. Wenn
jedoch ein Übergang
stattfinden soll, zum Beispiel von der zweiten Laufbahn 2 zu
einer angrenzenden Laufbahn, zum Beispiel der dritten Laufbahn 3, ist
die Austausch-Laufbahn 84 ein gekrümmter Laufbahnabschnitt, dessen Öffnung sich
in der zweiten Laufbahn 2 befindet und dessen Auslass in
die angrenzende dritte Laufbahn 3 mündet; siehe 10. Die Übergangsabschnitte 78 bis 82 können vorteilhaft
aus einem Kunststoff hergestellt werden, während die Laufbahnen 1 bis 3 zum
Beispiel aus Blech gefertigt werden können. Der erste und der zweite Übergangsabschnitt
können
weiterhin vorzugsweise in einem Block gefertigt werden.
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Wie
weiter oben ausführlich
beschrieben wurde, werden die Verpackungsbehälter 12 nach dem Drehvorgang,
das heißt,
nach dem sie den zweiten Übergangsabschnitt 80 passiert
haben, an den abgehenden Förderer 18 übergeben.
Der abgehende Förderer 18 ist
im Verhältnis
zu der Vorrichtung 10 so angeordnet, dass die Linie, entlang
derer sich die Verpackungsbehälter 12 nach
dem Drehvorgang bewegen, mit der Linie übereinstimmt, entlang derer sich
die Verpackungsbehälter 12 in
dem abgehenden Förderer 18 bewegen
werden. Somit wird ein jeder Verpackungsbehälter 12 seine Bewegungsrichtung auch
nach der Übergabe
an den abgehenden Förderer 18 beibehalten.
In diesem Beispiel wird ein jeder Verpackungsbehälter 12 an einem Punkt übergeben, an
dem der Förderer 26 um
seinen zweiten Lagerpunkt abweicht. Wenn die Fingerabschnitte 72 gedreht
werden, um in eine Richtung weg von dem abgehenden Förderer 18 zu
zeigen, wird ihr Griff an den Eckklappen 14 des Verpackungsbehälters automatisch
gelöst
werden, wenn sie um den Lagerpunkt gedreht werden und/oder eine
Trägereinheit 24 einholen
oder von dieser abgebremst werden, das heißt wenn die Fingerabschnitte 72 in 1 in
einer Aufwärtsrichtung
bewegt werden, während
der Verpackungsbehälter 12 seine
frühere
Bewegungsrichtung fortsetzt, so dass er von den Trägereinheiten 24 gegriffen
wird. Die Trägereinheiten 24 weisen
die Form von Blechen auf, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der
Kette des abgehenden Förderers 18 montiert sind.
Die Geschwindigkeit des abgehenden Förderers 18 ist etwas
geringer als die Geschwindigkeit der Vorrichtung, und die Verpackungsbehälter werden durch
die Trägereinheiten 24 abgebremst.
Die Gefahr, dass die Verpackungsbehälter 12 bei der Übergabe
beschädigt
werden, ist jedoch minimal, da der Inhalt der Verpackungsbehälter keine
wesentliche Bewegungswirkung auf den Verpackungsbehälter 12 auswirkt
und da die Oberfläche
der Trägereinheit 24, die
auf den Verpackungsbehälter 12 trifft,
von dergleichen Größe ist wie
die Oberfläche
des Verpackungsbehälters 12,
der in Anschlag mit der Trägereinheit 24 kommt.
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein gegenwärtig bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
beschrieben worden ist, wird für
den Durchschnittsfachmann erkennbar sein, dass die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist und dass zahlreiche Varianten und Änderungen möglich sind, ohne von dem Geltungsbereich
der anhängenden Patentansprüche abzuweichen.
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Ein
Beispiel dafür,
wie die Trägereinheit
an den Trägerteilen
gesichert werden kann, ist beschrieben worden. Es ist jedoch zu
beachten, dass es mehrere andere Arten gibt, diese Sicherung auszuführen. Zum
Beispiel kann die Trägereinheit 58 über eine Welle,
die drehbar in einem der Trägerteile
gelagert ist, nicht drehbar mit einem Ende eines Verbindungsgestängearmes
verbunden sein, wobei der Verbindungsgestängearm an dem anderen Ende
mit einem Stift versehen ist, der in einer Nut in dem zweiten Trägerteil
bewegt werden kann und wobei die gegenseitige Beziehung der Welle
und des Stiftes dergestalt ist, dass eine Verschiebung von wenigstens
einem der Trägerteile
in Bezug auf das andere eine Drehung der Trägereinheit 58 bewirkt,
die einer Änderung
der Ausrichtung des Verpackungsbehälters 12 von einer
ersten Ausrichtung 20 zu einer zweiten Ausrichtung 22 entspricht.
Das eine Ende der vorher beschriebenen Welle 64 ist somit
nicht drehbar mit der Trägereinheit 58 verbunden,
wohingegen das andere Ende fest mit einem Verbindungsgestängearm verbunden
ist. Die Welle 64 ist, wie bereits beschrieben worden ist,
in einem Loch in dem ersten Trägerteil 30 gelagert.
Die Trägereinheit 58 ist
auf einer Seite des Trägerteiles 30 angeordnet
und der Verbindungsgestängearm
ist auf der anderen Seite angeordnet. Weiterhin ist die Trägereinheit 58 nach
außen zu
dem Außenumfang
des Förderers 26 ausgerichtet,
während
der Verbindungsgestängearm
nach innen zu den zentralen Teilen des Förderers 26 hin ausgerichtet
ist. Das freie Ende des Verbindungsgestängearms ist mit einem Stift versehen,
der dem Stift 66 entspricht, der angepasst ist, um in einer
Nut entsprechend der bereits beschriebenen Laufbahn 68 zu
laufen.
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Drei
Laufbahnen 1 bis 3 und drei Übergangsabschnitte 78, 80, 82 sind
beschrieben worden. Für den
Durchschnittsfachmann wird jedoch beim Studium dieser Schrift erkennbar
werden, dass die Anzahl der Laufbahnen und der Übergangsabschnitte bei der
praktischen Anwendung oder Umsetzung geändert werden kann. Zum Beispiel
muss der Drehvorgang an einer Übergangsstation
nicht in einem Schritt ausgeführt
werden, sondern kann zum Beispiel schrittweise über eine Anzahl von Übergangsabschnitten
und Laufbahnen durchgeführt
werden.
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Die
Trägereinheit
mit Fingerabschnitten, die oben beschrieben worden ist, ist geeignet
für die
Unterstützung
parallelepipedförmiger
Verpackungsbehälter,
bei denen die dreieckigen. Eckklappen noch nicht gefalzt worden
sind und nicht mit den Seiten des Verpackungsbehälters versiegelt worden sind. Wenn
eine andere Art von Verpackung gehandhabt werden soll oder wenn
die parallelepipedförmigen Verpackungsbehälter auf
eine andere Art und Weise gehandhabt werden sollen, kann die Trägereinheit natürlich auf
eine andere dem Durchschnittsfachmann bekannte Weise ausgebildet
werden. Zum Beispiel kann die Trägereinheit
als Greifvorrichtung, die in der Lage ist, um den Verpackungsbehälter zu
greifen, ausgebildet werden. Zum Beispiel kann eine Greifvorrichtung
bereitgestellt werden, die in der Lage ist, zum Beispiel um die
Rippe oder die Rippen, die bei der Versiegelung der Querkanten des
Verpackungsbehälters
ausgebildet werden, zu greifen.
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Weiterhin
ist davon auszugehen, dass die erste und die zweite Ausrichtung
der Verpackungsbehälter
nicht auf die ver anschaulichten Ausrichtungen beschränkt sind
und dass die offengelegten Winkel ebenfalls geändert werden können, so
dass die Anzahl der Grade, durch die sich die Drehung bewegt, unterschiedlich
sein wird.