DE60223412T2

DE60223412T2 - Zusammensetzungsanlage von tubenkomponenten

Info

Publication number: DE60223412T2
Application number: DE60223412T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Voigtmann; Jean-Claude Schwager; Benoi; Didier Ferrin
Original assignee: Aisapack Holding SA
Current assignee: Aisapack Holding SA
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: BR0214452A; RU2311331C2; CN100532051C; CN1610607A; ES2226599T3; ATE377496T1; DE60223412D1; AU2002339289A1; RU2004119848A; BR0214452B1; JP2005510433A; EP1472062B1; US7156219B2; US20050082142A1; AU2002339289B2; ES2226599T1; HK1075865A1; CA2468410A1; WO2003045654A1; DE02776639T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Zusammenfügen von Röhrenkomponenten wie Körpern, Schultern oder Verschlüssen.
Insbesondere betrifft sie ein Transfersystem von Körpern im Hinblick auf deren Befestigung an Schultern.
Stand der Technik
Anlagen zum Zusammenfügen von Röhren umfassen meist eine erste Einheit, in der die Körper aus einer Kunststofffolie vorgefertigt werden. Die Körper werden danach auf einem Linearförderer einem Transfersystem zugeführt, das ihre Ausrichtung ändert, wobei die Ausrichtungsänderung 90° betragen kann. Im Anschluss daran werden die Schultern an einem Ende der Körper befestigt.
In der EP 0 175 642 ist ein Transfersystem beschrieben, bei dem die Ausrichtungsänderung durch ein kegelstumpfförmiges Rad erfolgt, das die Körper ergreift. Das Rad ist so angeordnet, dass die Körper bei seiner Drehung eine Ausrichtungsänderung erfahren, die bis zu 90° betragen kann.
Obwohl sie relativ groß sind, ist es mit den Anlagen aus dem Stand der Technik nicht möglich eine große Anzahl Röhren pro Zeiteinheit, beispielsweise 300 pro Minute, zu bearbeiten. Das ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Ausrichtung der Körper vor ihrer Befestigung an den Schultern geändert werden muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die vorgenannten Probleme zu beseitigen.
Sie betrifft eine Anlage zum Zusammenfügen von Röhrenkomponenten, insbesondere Körpern mit Schultern, die die folgenden, hintereinander angeordneten Elemente umfasst: einen Linearkörperförderer, ein Transfersystem, das so ausgestaltet ist, dass es bei den Körpern eine Ausrichtungsänderung von ca. 90° bewirken kann, eine Befestigungseinheit zur Befestigung der Schultern an den Körpern, dadurch gekennzeichnet, dass das Transfersystem aus einer Vorrichtung zum Ergreifen der Körper und aus einer Vorrichtung zum Ändern der Ausrichtung der Körper besteht, wobei die Ausrichtungsänderungsvorrichtung einen Umlaufförderer der Förderbandart umfasst, der in einem rechten Winkel zur Richtung des Linearförderers angeordnet ist, wobei der Umlaufförderer ein Förderband aufweist, das um eine Richtung umläuft, die einen Winkel von ca. 45° zur Richtung des Linearförderers bildet, wobei das Förderband Elemente zum Erfassen der Körper umfasst, deren Form so ausgeführt ist, dass die Körper anfangs auf einer der Seiten des Umlaufförderers in einer parallel zu der Richtung des Linearförderers verlaufenden Richtung erfasst werden und dass sie eine Ausrichtungsänderung von 90° erfahren, wenn sie zur anderen Seite des Umlaufförderers passieren.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Elemente zum Erfassen im Wesentlichen eine parallelepipedische Form auf, von der eine Fläche, die Erfassungsfläche, konvex ist, wobei die Krümmung der Erfassungsfläche im Wesentlichen der Krümmung der Außenfläche der Körper entspricht, sodass diese bestmöglich an der Erfassungsseite zum Anliegen kommen, und wobei die Erfassungselemente in einer Richtung ausgerichtet sind, die zur Oberfläche des Förderbandes einen Winkel von ca. 45° bildet.
Zur Erzielung einer hohen Verarbeitungsrate umfasst der Umlaufförderer vorzugsweise zwei parallel zueinander verlaufende Förderbänder, wobei jedes Förderband eine Gruppe von Körpererfassungselementen umfasst und wobei der Umlaufförderer so ausgeführt ist, dass die Gruppen gegenphasig angeordnet sind.
Selbstverständlich ist auch eine größere Anzahl Förderbänder denkbar.
Die Körpergreifvorrichtung umfasst vorteilhafterweise ein mit mehreren Greifelementen versehenes Rad, wobei der Linearförderer in der Nähe des Rads entlang einer seiner Tangenten angeordnet ist, wobei der so definierte Bereich die Stelle darstellt, an der die Körper ergriffen werden, wobei die Greifelemente in einer parallel zu der Richtung des Linearförderers verlaufenden Richtung angeordnet sind.
Nach einer Variante der Erfindung umfassen die Erfassungs- und/oder Greifelemente Saug- und ggf. Blasmittel zum wirksamen Anbringen (Saugen) bzw. Entfernen (Blasen) der Körper.
Wie im Folgenden näher erläutert bietet die erfindungsgemäße Anlage insbesondere folgende Vorteile im Vergleich zu Anlagen aus dem Stand der Technik:

• Die Anlage ist insgesamt gesehen relativ kompakt.
• Höhere Röhrenverarbeitungsrate. Je nach Aufbau der Anlage können über 300 Röhren pro Minute verarbeitet werden.
• Während der Verarbeitung kommen weniger Teile mit den Röhren in Berührung, wodurch sich das Risiko einer Verunreinigung oder Verformung der Röhren verringert.
• Hohe Betriebszuverlässigkeit. Kein Teiltransfer durch Schwerkraft, wodurch sich das Risiko einer Blockierung der Anlage verringert und folglich weniger Verluste entstehen.
• Die Röhren unterliegen keiner Zufallsschwankung der Winkelausrichtung zu ihrer Achse. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, einen Verschluss mit asymmetrischem Umfang (Vorliegen einer Lasche z. B.) im Verhältnis zu dem auf dem Körper angebrachten Etikett genau zu positionieren.

Nachstehend werden anhand der folgenden Figuren einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Anlage;
2 eine vereinfachte Ansicht des Transfers einer Röhre zwischen der Greifvorrichtung und Ausrichtungsänderungsvorrichtung;
3 eine Draufsicht der Ausrichtungsänderungsvorrichtung in einer besonderen Stellung;
4 eine Draufsicht der Ausrichtungsorientierungsvorrichtung in einer weiteren besonderen Stellung;
5 ein Erfassungselement.
Die Körper 1 werden aus meist mehrlagigen, von einer Spule ablaufenden Kunststoffbändern gebildet. Zur allmählichen Formgebung in einer Glocke mit Innendorn und durch seitliche Schweißnaht erhält man eine Endlosröhre 2 (siehe 1). Es handelt sich um einen kontinuierlichen Prozess, bei dem das Kunststoffband mittels Förderbändern, die an der Außenfläche der Endlosröhre 2 anliegen, während diese den Innendorn umgibt, die einzelnen Verarbeitungsstationen durchläuft. Mit einem umlaufenden Messer 3 wird die Endlosröhre 2 dann zu Körpern 1 zugeschnitten.
Die Körper werden anschließend von einem waagerechten Linearförderer 4 bei konstanter Geschwindigkeit, die höher ist als die Vorschubgeschwindigkeit der Endlosröhre 2, befördert, sodass bei der Beförderung auf dem Förderband 4 ein Zwischenraum 5 zwischen den Körpern 1 entsteht. Die Maschine 6, mit der die Röhren nach diesem Prinzip hergestellt werden, wird „Bodymachine" oder „Body-Maker" genannt.
Ein nachgeschaltetes Transfersystem 7, das weiter unten beschrieben wird, führt die Körper 1 einer Zusammenfügmaschine 8 zu. Im Gegensatz zu dem kontinuierlich funktionierenden Linearförderer 4 arbeitet die Zusammenfügmaschine 8 im Aussetzbetrieb mit Indexierung. Bei jeder Indexierung fügt sie nacheinander die Bestandteile der Röhre zusammen und zwar an allen an einem drehbaren Vieleck 25 entlang verteilen Arbeitsstationen. Wie auf sehr schematische Weise in 1 dargestellt, führt die Zusammenfügmaschine nacheinander folgende Arbeitsgänge aus:

A. Laden der Schulter
B. Laden des Körpers
C. Vorheizen der Schulter
D. Verschweißen der Schulter mit dem Körper
E. Anschweißen einer die Öffnung der Schulter verschließenden Membran
F. Anbringen des Verschlusses
G. Anziehen des Verschlusses
H. Entladen der fertigen Röhre

Nach dem Durchlaufen des Transfersystems 7 wurde die Achse der Körper in ihrer Ausrichtung um 90° gedreht. Auf dem Linearförderer 4 laufen die Körper 1 parallel zur Transportrichtung des Linearförderers 4, während sie in der Zusammenfügmaschine 8 quer zu dieser Richtung laufen.
Demnach muss die Anlage der folgenden Anforderung, im Wesentlichen in Bezug auf das Transfersystem 7 genügen:
Transfer von Körpern, die bei konstanter Geschwindigkeit befördert werden und gleichmäßig einer nach dem anderen in einem bestimmten Takt einem Verarbeitungssystem (Zusammenfügstation 8) zugeführt werden, in dem die Röhren gruppenweise, hier in Vierergruppen, verar beitet werden, und zwar nachdem die Ausrichtung der Körper 1 um 90° geändert wurde, um die Befestigung von Schultern zu ermöglichen. Aus dieser Anforderung kann man insbesondere schließen, dass der Takt der Zusammenfügmaschine 8 bei vier gleichzeitig verarbeiteten Röhren viermal niedriger sein muss als derjenige der Körper 1, die vom Linearförderer 4 dem Transfersystem 7 zugeführt werden. Demzufolge muss die Zusammenfügmaschine 8 im vorliegenden Beispiel auch eine Anzahl Zyklen durchführen, deren Häufigkeit viermal niedriger ist als die, mit der die Körper 1 dem Transfersystem 7 zugeführt werden.
Die vorbeschriebenen Anforderungen werden mit folgender Konfiguration erfüllt: Das Transfersystem umfasst ein Rad 9 mit einer Anzahl n von Greifelementen 10, die so befestigt sind, dass sie bei ihrer Drehung um das Rad 9 im Verhältnis zum Linearförderer eine parallele Richtung beibehalten. Jedes Greifelement 10 besteht aus einem lang gestreckten Teil mit einer Gruppe von Saugnäpfen 24, die an ein Saugsystem und an ein Gebläsesystem angeschlossen sind. Ein feststehendes zentrales Kettenrad 11, eine Kette 12 und auf Lagern 14 ruhende Kettenräder 13 halten die Greifelemente 15 in einer waagerechten Lage während sie sich im Kreis drehen, wobei die Greifelemente auf den Kettenrädern 13 montiert sind. Damit die Greifelemente 10 die Körper 1 richtig aufnehmen können, muss die Tangentialgeschwindigkeit des Rades 9, und zwar an den Greifelementen, die gleiche sein wie die Lineargeschwindigkeit der Körper 1 bei ihrer Beförderung auf dem Linearförderer 4. Das Ergreifen der Körper 1 erfolgt in der 6-Uhr-Stellung (wenn man das Rad 9 mit einer Uhr gleichstellt). An der 3-Uhr-Stellung (siehe 2) werden die Körper 1 von den Erfassungselementen 15 auf den Förderbändern 18, 19 eines Umlaufförderers 17 erfasst, wobei dieser die Aufgabe eines Ausrichtungsänderungssystems wie nachstehend erläutert übernimmt. Die Laufgeschwindigkeit der Förderbänder 18, 19 ist ebenso wie die Tangentialgeschwindigkeit des Rades 9 und die Geschwindigkeit des Linearförderers 4 an dieser Stelle die gleiche wie die Tangentialgeschwindigkeit des Rades 9. Die beiden Greifsysteme des Rades 9 und des Umlaufförderers 17 werden von Vakuumpumpen über Umschaltventile Saugen/Blasen gesteuert. Die Umschaltung von einem Greifsystem auf das andere sowie der Transfer der Körper 1 vom Umlaufförderer 17 auf die Zusammenfügmaschine 8 sind durch einen sehr genauen Wechsel von einer Betriebsart „Saugen bzw. Blasen" eines Greifsystems in Bezug auf das andere optimiert. Wenn sich die beiden Greifsysteme im 3-Uhr-Bereich, in dem die momentanen Bewegungen kurzzeitig sehr nahe beieinander liegen, geometrisch überlappen, wechselt das eine Greifsystem vom Saugbetrieb auf den Glasbetrieb und umgekehrt beim anderen Greifsystem. Natürlich müssen die beiden Greifsysteme so ausgelegt sein, dass bei jedem Durchlaufen des 3-Uhr-Bereichs eines Greifelements 10 diesem ein Erfassungselement 15 gegenübersteht.
Der quer zu der vom Linearförderer 4 definierten Richtung verlaufende Umlaufförderer 17 führt die Körper 1 der Zusammenfügmaschine 8 zu. Die beiden Förderbänder 18, 19 des Umlaufförderers 17 drehen sich um eine Richtung die im Verhältnis zur Richtung des Linearförderers 4 einen Winkel von 45° bildet.
Jedes Förderband 18, 19 ist mit einer Gruppe von vier einander benachbarten Erfassungselementen 15 bestückt. Wie aus 3 und 4 hervorgeht, wechseln sich die beiden Förderbänder 18, 19 ab, sodass die Gruppen von Erfassungselementen 15 gegenphasig sind, das heißt, dass ein Förderband 18, 19 mit seinen vier Erfassungselementen 15 an der Zusammenfügmaschine 8 stillsteht, damit die Körper 1 auf die Dorne der Zusammenfügmaschine 8 aufgezogen werden können, während das andere Förderband 19, 18 die vom Rad 9 kommenden Körper übernimmt.
Es wird auf die Bedeutung hingewiesen, die der Ausrichtung des Umlaufförderers 17, insbesondere der Richtung, um die die Förderbänder 18, 19 drehen, zukommt. Mit den zuvor erwähnten Winkeln von 45° kann bei den Körpern 1 die Ausrichtung um 90° geändert werden.
Ein Erfassungselement 15 ist in 5 dargestellt. Es gleicht in seiner Form annähernd einem rechteckigen Quader, dessen eine Seite, die Erfassungsseite 22, konvex ist. Die Krümmung der Erfassungsfläche 22 entspricht im Wesentlichen der Krümmung der Außenfläche der Körper 1, sodass die beiden jeweiligen Flächen sich eng berühren. Die Erfassungsseite 22 weist zwei Öffnungen 23 auf, die durch die Förderbänder 18, 19, die an der Stelle, an der die Erfassungselemente 15 befestigt werden, Bohrungen aufweisen, mit einem Saugsystem und einem Gebläsesystem verbunden sind. Zur Bildung eines Vakuums durch die Öffnungen 23, wenn die Körper 1 an den Erfassungselementen 15 angebracht werden sollen oder zum Blasen durch die Öffnungen 23, wenn die Körper 1 von den Erfassungselementen 15 entfernt werden sollen, sind zwei dichte Abteile im Innern des Umlaufförderers 17 angeordnet, wobei jedes Abteil mit einem Förderband 18, 19, d. h. einer Gruppe von Erfassungselementen 15 verbunden wird und die Abteile über seitlich am Umlaufförderer 17 angeordnete Öffnungen 20 an ein Saugsystem und an ein Gebläsesystem angeschlossen werden.
Während eine Gruppe Erfassungselemente 15 die Körper 1 aufnimmt, entsteht ein Vakuum in jedem Erfassungselement 15. Gleichzeitig legt die andere Gruppe Erfassungselemente 15 die Körper 1 ab und bei jedem Erfassungselement 15 erfolgt ein Glasvorgang.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das hier angeführte Beispiel. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, dass Saug-Greifsysteme verwendet werden.
Ferner kann das Rad durch jedes andere Greifsystem ersetzt werden, mit dem die Körper den Erfassungselementen der Förderbänder zugeführt werden können.
Die Förderbänder ihrerseits können ggf. durch ein System von Ketten ersetzt werden, auf denen die Erfassungselemente angebracht werden.
Die in den Beispielen beschriebenen Gegenstände sind mit den folgenden Bezugszeichen bezeichnet:

1.: Körper
2.: Endlosröhre
3.: Umlaufendes Messer
4.: Körperlinearförderer
5.: Zwischenraum zwischen zwei Körpern auf dem Linearförderer
6.: Maschine zur Herstellung von Körpern (body maker)
7.: Transfersystem
8.: Zusammenfügmaschine
9.: Greifsystem
10.: Greifelement
11.: Feststehendes zentrales Kettenrad
12.: Kette
13.: Kettenrad
14.: Lager
15.: Erfassungselement
16.: Röhrenladestation
17.: Umlaufförderer
18.: 1. Förderband
19.: 2. Förderband
20.: Öffnungen Umlaufförderer
21.: Transferbereich zwischen dem Linearförderer und dem Greifsystem
22.: Erfassungsseite
23.: Öffnung Erfassungsseite
24.: Saugnapf
25.: Drehbares Vieleck

Claims

Anlage zum Zusammenfügen von Röhrenkomponenten, insbesondere Körpern (1) mit Schultern, die die folgenden, hintereinander angeordneten Elemente umfasst: einen Linearkörperförderer (4), ein Transfersystem (7), das zur Beaufschlagung der Körper (1) mit einer Ausrichtungsänderung von 90° ausgeführt ist, eine Zusammenfügeinheit (8) zur Befestigung der Schultern an den Körpern (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Transfersystem (7) aus einer Vorrichtung (9) zum Ergreifen der Körper und aus einer Vorrichtung (17) zum Ändern der Ausrichtung der Körper besteht, wobei die Ausrichtungsänderungsvorrichtung einen Umlaufförderer (17) der Förderbandart umfasst, der in einem rechten Winkel zur Richtung des Linearförderers (4) angeordnet ist, wobei der Umlaufförderer (17) ein Förderband (18, 19) aufweist, das um eine Richtung umläuft, die einen Winkel von Ca. 45° zur Richtung des Linearförderers (4) bildet, wobei das Förderband (18, 19) Elemente (15) zum Erfassen der Körper umfasst, deren Form so ausgeführt ist, dass die Körper (1) anfangs auf einer der Seiten des Umlaufförderers (17) in einer parallel zu der Richtung des Linearförderers (4) verlaufenden Richtung erfasst werden und dass sie eine Ausrichtungsänderung von 90° erfahren, wenn sie zur anderen Seite des Umlaufförderers (17) passieren.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungselemente (15) eine im Wesentlichen parallelepipedische Form aufweisen, von der eine Fläche, die Erfassungsfläche (22), konvex ist und mindestens eine Öffnung (23) umfasst, die mit einem Saugsystem verbunden ist, wobei die Krümmung der Erfassungsfläche (22) im Wesentlichen der Krümmung der Außenfläche der Körper (1) entspricht, wobei die Erfassungselemente (15) in einer Richtung ausgerichtet sind, die zur Oberfläche des Förderbands (18, 19) einen Winkel von ca. 45° bildet.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (23) des Weiteren mit einem Gebläsesystem verbunden ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlaufförderer (17) zwei Förderbänder (18, 19) umfasst, die parallel angeordnet sind, wobei jedes Förderband (18, 19) eine Gruppe von Körpererfassungselementen (15) umfasst, und wobei der Umlaufförderer (17) so ausgeführt ist, dass die Gruppen gegenphasig angeordnet sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Körpergreifvorrichtung ein mit mehreren Greifelementen (10) versehenes Rad (9) umfasst, wobei der Linearförderer (4) in der Nähe des Rads (9) entlang einer seiner Tangenten angeordnet ist, wobei der so definierte Bereich (21) die Stelle darstellt, an der die Körper (1) ergriffen werden, wobei die Greifelemente (10) in einer parallel zu der Richtung des Linearförderers (4) verlaufenden Richtung angeordnet sind.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifelemente (10) mehrere Saugnäpfe (24) umfassen, die mit einem Saugsystem verbunden sind.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugnäpfe (24) auch mit einem Gebläsesystem verbunden sind.
Vorrichtung zum Ergreifen von Körpern für eine Anlage zum Zusammenfügen von Röhrenkomponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mit mehreren Greifelementen (10) versehenes Rad (9) aufweist.
Vorrichtung zur Ausrichtungsänderung von Körpern für eine Anlage zum Zusammenfügen von Röhrenkomponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Umlaufförderer (17) der Förderbandart aufweist, wobei der Umlaufförderer (17) ein Förderband (18, 19) aufweist, das sich in einer ersten Richtung dreht und Elemente (15) zum Erfassen der Körper umfasst, deren Form so ausgeführt ist, dass die Körper (1) anfangs auf einer der Seiten des Umlaufförderers (17) in einer zweiten Richtung erfasst werden und dass sie eine Ausrichtungsänderung von 90° erfahren, wenn sie zur anderen Seite des Umlaufförderers (17) passieren.