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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen
und Aufrichten von Kartonzuschnitten. Insbesondere, jedoch ohne
den Zweck des erfinderischen Konzepts einzuschränken, bezieht sich die Erfindung
auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen von flachen Kartonzuschnitten,
hergestellt aus Karton oder steifem Papier, zum Aufrichten dieser
in eine rohrförmige
Konfiguration und zum Anordnen derselben auf einem Förderer,
der Teil einer Verpackungsanlage bildet.
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Auf
dem Verpackungssektor sind viele Typen von Produkten in Behältern verpackt,
die aus rohrförmigen
Zuschnitten bestehen, hergestellt aus speziell geformten flachen
Bögen aus
Karton oder steifem Papier. Die flache Form der Zuschnitte ermöglicht es, grosse
Mengen der Behälter
vor der Verwendung auf kleinem Raum zu lagern, bedeutet jedoch,
dass die Zuschnitte aufgerichtet werden müssen, das heisst geöffnet in
ihre rohrförmige
Konfiguration, bevor die Produkte in diese eingegeben werden können.
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Es
gibt viele Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zum Aufrichten
von flachen Zuschnitten. Diese enthalten Saugaufnahmemittel, solche
wie Saugnäpfe
oder ähnliche
Mittel, welche die Zuschnitte einen nach dem anderen aus einem Magazin
entnehmen, in welchem die Zuschnitte flach gestapelt sind, sowie
Kontaktelemente, dazu bestimmt, jeden Zuschnitt durch Verschieben
im Verhältnis
zu dem Zuschnitt selbst aufzurichten. Die Vorrichtungen ordnen auch
den im wesentlichen aufgerichteten Zuschnitt auf einem Förderer an,
normalerweise ein Förderband,
welches ihn zu der nächsten
Station der Verpackungsanlage bringt, wo der Behälter seine endgültige Form
erhält
und mit Produkten gefüllt
wird.
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Diese
Vorrichtungen nach der bekannten Technik haben mehrere Nachteile.
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Ein
Nachteil ist zurückzuführen auf
den komplexen Hebelmechanismus und die grosse Zahl von Trieben,
die notwendig sind, um alle die Bewegungen zum Aufnehmen, Aufrichten
und dann zum Freigeben des Karton auszuführen.
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Ein
anderer Nachteil der Vorrichtungen nach der bekannten Technik ist,
dass die Kontaktelemente während
des Aufrichtens die Oberfläche
des Zuschnittes beschädigen
können.
Speziell, wenn Zuschnitte für
Behälter
mit einem quadratischen Querschnitt gehandhabt werden, deren Seitenpaneele
im wesentlichen von gleicher Grösse
sind, kann das Aufrichten der Zuschnitte unter Verwendung von Kontaktelementen
Probleme entstehen lassen, die manchmal zu einem unerwünschten
zusätzlichen Falz
in dem Zuschnitt führen.
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Ein
noch anderer Nachteil der Vorrichtungen nach der bekannten Technik
ist die Schwierigkeit des Übergangs
zu Zuschnitten von anderen Grössen, vorwiegend
aufgrund der Kontaktelemente.
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Das
Dokument
DE3010891 beschreibt
eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Aufrichten von Kartonzuschnitten,
enthaltend einen Schwenkarm, der sich um eine erste Drehachse drehen
kann und beweglich ist zwischen einer ersten Endposition, aus der
er einen Kartonzuschnitt von einer Zuführstation aufnimmt, in welcher
die Kartonzuschnitte flach gestapelt sind, und einer zweiten Endposition,
in der er den Zuschnitt nach dem Aufrichten zu einer rohrförmigen Konfiguration
freigibt und ihn an entsprechende Transfermittel leitet. Der Schwenkarm
enthält
und trägt
erste und zweite Saugmittel, welche den flachen Kartonzuschnitt
an jeder der beiden entgegengesetzten Flächen greifen.
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Ebenfalls
ist aus dem Dokument
US5613828 ein
Mechanismus zum Aufnehmen von aufeinanderfolgenden flachen Zuschnitten
von einem Stapel und zum Weiterleiten derselben an einen Förderer bekannt.
Der Mechanismus hat Vorrichtungen, welche die an einer Faltlinie
eines Zuschnittes aneinandergrenzenden Seitenflächen greifen, um die Zuschnitte während der
Transferbewegung zu ihrer rohrförmigen
Konfiguration aufzurichten.
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Die
Greifvorrichtungen drehen sich an einer Achse, die mit der Faltlinie
des Zuschnittes übereinstimmt,
um es zu ermöglichen,
den Zuschnitt ohne Verdrehung in seine volle rohrförmige Konfiguration zu öffnen.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden.
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Die
Erfindung sieht demgemäss
eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Aufrichten von Kartonzuschnitten
vor, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.
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Die
technischen Eigenschaften der Erfindung mit Bezugnahme auf die obigen
Zwecke sind klar in den anhängenden
Ansprüchen
beschrieben, und ihre Vorteile gehen deutlicher aus der nachstehenden
detaillierten Beschreibung hervor, und zwar unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen, welche rein als ein Beispiel eine
vorgezogene Ausführung
der Erfindung zeigen, und in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht von oben von einer Vorrichtung zum Aufnehmen
und Aufrichten eines Kartonzuschnitts nach der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 bis 5 sind
schematische Ansichten in seitlicher Erhebung, mit einigen Teilen
entfernt, um andere besser darzustellen, von einer Folge von Phasen
in dem Arbeitszyklus der Vorrichtung aus 1;
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6 ist
eine schematische Planansicht, mit einigen Teilen entfernt und anderen
im Querschnitt, der Vorrichtung aus 1.
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ist mit der Nummer 1 in
seiner Gesamtheit ein Teil einer Anlage zum Verpacken von Produkten
in Behältern
(nicht gezeigt) bezeichnet, die aus Zuschnitten 2 hergestellt
sind. Spezifischer, jedoch ohne den Zweck der Erfindung einzugrenzen,
sind die Zuschnitte 2 aus Karton oder steifem Papier hergestellt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, enthält die Anlage 1 eine
Zuführstation 3,
in welcher die Zuschnitte 2 flach in einem Magazin 4 gestapelt
sind. Das Magazin 4 ist von bekanntem Typ und daher nicht
im Detail beschrieben.
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Die
flachen Zuschnitte 2 weisen eine untere erste Fläche 5 und
eine obere zweite Fläche 6 auf, welche
im wesentlichen eben, parallel und sich einander gegenüberliegend
sind, wobei jede der Flächen 5, 6 jeweils
zwei Hauptpaneele 5a, 5b, 6a, 6b hat,
welche die Seitenwände
des fertigen Behälters bilden.
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Die
Anlage 1 enthält
eine Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten der Zuschnitte 2,
wobei die Vorrichtung dazu bestimmt ist, die Zuschnitte 2 aus
dem Magazin 4 zu entnehmen, sie in eine rohrförmige Konfiguration
aufzurichten und sie an eine Transferstation 8 zu jeweiligen
Aufnahmeelementen 9 eines Förderbandes 10 weiterzuleiten,
das von bekanntem Typ und daher nicht im Detail beschrieben ist.
Die Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten enthält einen
Schwenkarm 11, der mit seinem einen Ende 11a auf
eine erste Welle 12 mit einer entsprechenden Drehachse
A1 aufgekeilt ist.
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Die
erste Welle 12 ist in das Innere einer Bohrung 13 in
der Mitte einer ersten Scheibe 14 eingesetzt, die koaxial
zu der ersten Welle 12 selbst ist, wobei die erste Scheibe 14 im
Verhältnis
zu der Achse A1 feststehend ist.
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An
seinem zweiten Ende 11b, in Längsrichtung entgegengesetzt
von dem ersten Ende 11a, enthält der Arm 11 einen
ersten Saugnapf 15, der an einem an dem Arm 11 befestigten
Block 16 montiert ist.
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Dicht
an dem zweiten Ende 11b trägt der Arm 11 ebenfalls
ein bewegliches Element 17, welches gleitbar zwischen zwei
mit 18 und 19 bezeichneten leerlaufenden Rollen
gehalten ist, die an jeweilige Zapfen 18a und 19a angelenkt
sind, letztere befestigt an dem Arm 11. Das bewegliche
Element 17 hat die Form eines Zahnkranzsektors, dessen
Zähne 22 sich
entlang einem umlaufenden Abschnitt 17a desselben erstrecken.
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Das
bewegliche Element 17 greift auf solche Weise in die Rollen 18, 19,
dass es um eine zweite Drehachse A2 schwingt, parallel zu der ersten
Drehachse A1, die ausserhalb des Armes 11 in der Mitte des
Zahnkranzes angeordnet ist, von welchem das bewegliche Element 17 einen
Sektor bildet. An einem zweiten Ende 17b des beweglichen
Elementes 17 ist ein zweiter Saugnapf 20 an einem
Block 21 montiert, der an dem Element 17 befestigt
ist.
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Die
Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten enthält ausserdem
ein Zahnrad 23, montiert an dem Arm 11 und angelenkt
an eine dritte Achse A3 parallel zu der ersten Achse A1. Das Zahnrad 23 ist
dazu bestimmt, sich mit den Zähnen 22 des
beweglichen Elementes 17 zu verbinden.
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Ein
Teil der umlaufenden Oberfläche 14a der ersten
Scheibe 14 ist von einem Zahnriemen 24 umgeben,
dessen verzahnte Innenfläche
sich mit der umlaufenden Oberfläche 14a selbst
im Kontakt befindet. Der Zahnriemen 24 ist durch ein Befestigungselement 25 an
der ersten Scheibe 14 angebracht.
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Der
Zahnriemen 24 ist um die erste Scheibe 14 und
um eine Riemenscheibe 26 gewunden, die auf eine zweite
Welle 27 aufgezogen ist, montiert an dem Arm 11 und
drehbar um eine vierte Achse A4 parallel zu der ersten Achse A1.
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Dicht
an der Riemenscheibe 26 trägt der Arm 11 zwei
leerlaufende Rollen 26a, 26b, welche den Zahnriemen 24 nach
innen drücken,
so dass der Zahnriemen 24 gut an der Riemenscheibe 26 gehalten
wird.
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Die
zweite Welle 27 hat eine zweite auf sie aufgezogene Scheibe 28,
in Längsrichtung
gegenüberliegend
der Riemenscheibe 26 und koaxial zu letzterer.
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Ein
erster Pleuel 29 ist exzentrisch an die zweite Scheibe 28 angelenkt,
und zwar mit einem Ende 29a.
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An
einem zweiten Ende 29b, in Längsrichtung dem ersten Ende 29a gegenüberliegend,
ist der erste Pleuel 29 exzentrisch an das Zahnrad 23 angelenkt.
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Die
zweite Scheibe 28 und der erste Pleuel 29 bilden
zusammen einen Kurbelmechanismus 30, bei welchem die zweite
Scheibe 28 die Kurbel bildet.
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Unter
Bezugnahme auf die 2, enthält die Anlage 1 ebenfalls
eine Vorrichtung 31 für
den Antrieb der Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten.
Die Vorrichtung 31 enthält
ein Gelenkviereck 32, das durch einen oberen Arm 33,
einen unteren Arm 34 und einen zweiten, die beiden Arme
verbindenden Pleuel 35 beschrieben wird.
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Der
obere Arm 33 und der untere Arm 34 sind mit ihren
jeweiligen Enden 33a, 34a an die erste Welle 12 angeschlossen,
auf welche der Arm 11 aufgekeilt ist, und an eine dritte
Welle 36, die parallel zur der Welle 12 verläuft und
unterhalb dieser positioniert ist.
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Die
dritte Welle 36 ist auch starr an eine Antriebsstange 37 angeschlossen.
Durch die dritte Welle 36 überträgt die Antriebsstange 37 auf
das Gelenkviereck 32 eine wechselweise Antriebsbewegung, die über ein
stangenförmiges
Element 38 durch einen Motor ausgeübt wird, welcher weder gezeigt
noch beschrieben wird, da er jedem normalen Fachmann auf dem Gebiet
bekannt ist.
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Der
erste Saugnapf 15 und der entsprechende, an dem Arm 11 montierte
Block 16 bilden für
die Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten erste Saugmittel 40 zum
Halten des Kartonzuschnittes 2.
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Der
zweite Saugnapf 20 und der entsprechende, an dem beweglichen
Element 17 montierte Block 21 bilden für die Vorrichtung 7 zum
Aufnehmen und Aufrichten zweite Saugmittel 41 zum Halten
des Kartonzuschnittes 2.
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Die
Saugnäpfe 15, 20 sind über jeweilige
Leitungen 42 an eine Unterdruckquelle angeschlossen, die
symbolisch als ein Block 43 in 1 dargestellt ist.
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Das
vorgenannte Förderband 10 und
die jeweiligen Aufnahmeelemente 9 bilden für die Verpackungsanlage 1 Mittel 44 zum
Weiterleiten der Kartonzuschnitte 2, nachdem diese in eine
rohrförmige Konfiguration
aufgerichtet worden sind. Wie in den 2 und 5 gezeigt
ist, bewirkt während
des Betriebes die Antriebsvorrichtung 31, dass sich der Schwenkarm 11 wechselweise
in beiden Richtungen um die Achse A1 dreht, und zwar zwischen einer
ersten Endposition, in welcher er einen Kartonzuschnitt 2 von
der Zuführstation 3 aufnimmt,
und einer zweiten Endposition, in welcher er den Zuschnitt 2 an
der Transferstation 8 freigibt.
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Unter
Bezugnahme auf die 1, 2 und 6 bilden
die erste Scheibe 14, der Zahnriemen 24, die Riemenscheibe 26,
die zweite Scheibe 28, der erste Pleuel 29, das
Zahnrad 23 und das bewegliche Element 17 zusammen
eine kinematische Kette, welche, wenn der Arm 11 um die
Achse A1 schwingt, ein gleichzeitiges Schwingen des beweglichen
Elementes 17 auslöst,
je nach einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis. Mit
anderen Worten wird eine Winkelbewegung des Schwenkarmes 11 um
seine Achse A1 durch den Zahnriemen 24 auf die Riemenscheibe 26 übertragen,
welche sich dreht und somit bewirkt, dass die mit ihr verbundene
zweite Scheibe 28 sich um die Achse A4 dreht. Der erste Pleuel 29,
betätigt
durch die zweite Scheibe 28, überträgt eine Schwingbewegung auf
das Zahnrad 23, welches sich mit dem beweglichen Element 17 verbindet
und dieses an den leerlaufenden Rollen 18, 19 gleiten
lässt,
je nach einer Schwingbewegung um die zweite Achse A2.
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In
der vorgenannten ersten Endposition des Armes 11, gezeigt
in 2, bewegt sich der erste Saugnapf 15,
welcher an dem Arm 11 befestigt ist, in den Kontakt mit
der unteren Fläche 5 des
Kartonzuschnitts 2 und greift infolge der Aktivierung der
Unterdruckquelle 43 durch eine hier nicht gezeigte Steuereinheit
das Hauptpaneel 5a des Kartonzuschnitts 2.
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3 zeigt
eine erste Zwischenposition des Armes 11 zwischen den vorgenannten
ersten und zweiten Endpositionen. In dieser ersten Zwischenposition
des Schwenkarmes 11 befinden sich die Saugnäpfe 15, 20 so
dicht wie möglich
beieinander, und der zweite Saugnapf 20 ist im Kontakt
mit der oberen Fläche 6 des
Kartonzuschnitts 2, welcher noch flach ist. Spezifischer
ausgedrückt,
greift der zweite Saugnapf 20 das Hauptpaneel 6a,
das an das Paneel 5a der unteren Fläche 5 angrenzt und
mit letzterem durch eine Prägelinie 39 verbunden
ist.
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4 zeigt
eine zweite Zwischenposition des Armes 11 zwischen den
vorgenannten ersten und zweiten Endpositionen. In dieser zweiten
Zwischenposition des Schwenkarmes 11 haben die Saugnäpfe 15 und 20,
welche beide die jeweiligen Hauptpaneele 5a, 6a greifen,
begonnen, sich voneinander fort zu bewegen und somit zu bewirken,
dass sich die Paneele 5a, 6a um die Prägelinie 39 drehen. Diese
Bewegung der Saugnäpfe 15, 20 wird
erreicht durch das Gleiten des beweglichen Elementes 17 an den
leerlaufenden Rollen 18, 19, und zwar als Ergebnis
der Umdrehung in Uhrzeigerrichtung, angezeigt in den Zeichnungen
durch den Pfeil F1, des Zahnrades 23, welches sich mit
dem beweglichen Element 17 selbst verbindet.
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Wie
in 5 gezeigt und oben erwähnt ist, gibt der Schwenkarm 11,
wenn er seine zweite Endposition erreicht, den Kartonzuschnitt 2 frei,
welcher nun zu einer vollkommen offenen, rohrförmigen Konfiguration aufgerichtet
ist, und transferiert ihn an das Förderband 10 und zwischen
zwei Greifelemente 9 an dem Förderband 10 selbst.
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Während dem Übergang
von der zweiten Zwischenposition, wie in 4 gezeigt
ist, in die zweite Endposition, wie in 5 gezeigt
ist, bewirkt das Gleiten des beweglichen Elementes 17 das
vollkommene Aufrichten des Kartonzuschnitts 2, welcher,
sobald er in den Raum zwischen den beiden Greifelementen 9 eingesetzt
ist, die voll offene, rohrförmige
Konfiguration erreicht, mit jedem der Hauptpaneele 5a, 5b, 6a, 6b im
rechten Winkel zu dem angrenzenden stehend. Sobald der Kartonzuschnitt 2 seine
endgültige,
rohrförmige,
aufgerichtete Konfiguration erreicht, entaktiviert die oben erwähnte Steuereinheit,
die hier nicht gezeigt ist, die Strömungsverbindung zwischen dem
zweiten Saugnapf 20 und der Unterdruckquelle 43.
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Anschliessend,
wenn der Kartonzuschnitt 2 sicher zwischen den Greifelementen 9 der
Förderers 10 gehalten
ist, wird auch die Strömungsverbindung zwischen
dem ersten Saugnapf 15 und der Unterdruckquelle 43 entaktiviert.
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Die
Antriebsvorrichtung 31 dreht dann den Schwenkarm 11 in
Gegenuhrzeigerrichtung zurück, angezeigt
durch den Pfeil F2 in 5, bis in die erste Aufnahmeposition,
die in 2 gezeigt ist, und es beginnt ein weiterer Zyklus,
in welchem der nächste Kartonzuschnitt 2 entnommen,
aufgerichtet und freigegeben wird.
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Die
vorliegende Erfindung erreicht daher vorteilhafterweise den Zweck,
eine kompakte Vorrichtung zum Aufnehmen und Aufrichten von Kartonzuschnitten 2 vorzusehen.
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Vorteilhafterweise
erfordert die Vorrichtung 7 zum Aufnehmen und Aufrichten
nach der vorliegenden Erfindung keinerlei Einstellungen, um Kartonzuschnitte 2 von
vielen verschiedenen Grössen
aufzurichten, da sie auf zwei aneinandergrenzende Hauptpaneele 5a, 6a des
Kartonzuschnittes 2 wirkt und den Karton durch eine positive
Wirkung aufrichtet. Vorteilhafterweise ist die Wirkung, durch welche
die Kartonzuschnitte 2 von der Vorrichtung 7 nach
der Erfindung aufgerichtet werden, positiv und es müssen keine
Kontaktelemente verwendet werden.