DE69734726T2 - Verfahren zum Anbringen von Ausgiesstüllen an Behältern und Vorrichtung zur Verwendung in demselben - Google Patents

Verfahren zum Anbringen von Ausgiesstüllen an Behältern und Vorrichtung zur Verwendung in demselben Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Verfahren zum Anbringen von Fittings an Behältern und eine Vorrichtung zur Verwendung bei dem Verfahren, mit einem Behälter-Fitting-Applikator, insbesondere Applikatoren zum Einsatz bei Kartonform-, -füll- und -versiegelungsmaschinen und insbesondere bei solchen Maschinen, bei denen Ausgießtüllen-Fittings während der Kartonbearbeitung angebracht werden.
  • Es sind Form-, Füll- und Versiegelungsmaschinen bekannt, bei denen Ausgießtüllenapplikatoren an einer der Stationen entlang der Maschine angebracht werden. So wird z.B. in GB-A-2,238,287 eine Anbringstation beschrieben, in der ein drehbarer Dorn oder eine drehbare Stange vorgesehen ist, wobei der Dorn zwei vorstehende Ansätze aufweist. Kurz nachdem einer der Ansätze eine Ausgießtülle zu einer Öffnung in einer Platte eines offenen Oberteils eines Kartons gebracht hat, nimmt der andere Ansatz eine Ausgießtülle von einer Tüllen-Fördervorrichtung und umgekehrt. Genauer gesagt: wenn ein Karton schrittweise in die Anbringstation transportiert wird, dreht sich der Dorn in Richtung des Kartonwegs in das offene Oberteil des Kartons, wobei der die Tülle tragende Ansatz mit der ausgewählten Platte des oberen Verschlusses des Kartons ausgerichtet wird; Ansatz und Ausgießtülle werden seitlich in die Öffnung bewegt; das innere Flanschende der Ausgießtülle wird z.B. durch Ultraschallschweißen an der Innenwand um die Öffnung herum befestigt; und der Ansatz wird von der Öffnung zurückgezogen und dann von dem offenen Oberteil weggedreht. Eine Außenkappe wird vor dem Zusammensetzen an der Ausgießtülle befestigt.
  • In US-A-5,484,374 ist ein Applikator mit einem drehbaren und verschiebbaren Amboss mit drei (oder mehr oder weniger) radial vorstehenden Armen beschrieben. Ein Dorn auf einem Arm greift reibend an einem Ausgießtüllen-Fitting an, während ein zweiter Dorn gleichzeitig ein Fitting in ein Behälterloch einsetzt. Der Applikator hält durch die Reibung zwischen der Innenfläche des Fitting und dem eng sitzenden ersten Dorn, damit die Ansaugkraft über eine Öffnung in einem das Fitting haltenden Vorschubweg zwecks Entnahme des Fitting aus dem Vorschubweg überwunden wird. Zum Schweißen des Fitting an den Behälter schwingt eine Ultraschall-Versiegelungseinrichtung die Behälterwand gegen den Amboss. Der Applikator bringt immer ein Fitting an einem Behälterteil an.
  • Weitere Ausgießtüllenapplikatoren sind in US-A-4,788,811 und US-A-4,386,923 beschrieben. US-A-4,788,811 beschreibt einen in horizontaler Richtung langgestreckten Ausgießtüllen-Fitting-Befestigungsrevolverkopf an einer Stelle vor dem normalen Revolverkopf und radiale Dorne, auf denen der untere Verschluss gefaltet und versiegelt wird. Der Fitting-Befestigungsrevolverkopf weist eine Druckeinrichtung an einer Station zum Drücken einer Verpackung mit offenem Ende auf eine Ansaugvorrichtung auf, die ein Ausgießtüllen-Fitting hält und in eine Öffnung in einer oberen Platte einer Verpackung einsetzt. Der Fitting-Befestigungsrevolverkopf wird dann zu einer zweiten Station gedreht, in der ein Amboss axial in die Verpackung eingesetzt wird, welcher mit einem länglichen Teil der Ultraschallschweißmaschine zum Versiegeln eines Flansches des Fitting an der Innenfläche der oberen Platte zusammenwirkt.
  • In US-A-4,386,923 wird eine "Bag-in-Box-Anordnung" beschrieben, bei der ein Fitting an einem Beutel angebracht ist, der dann durch ein Loch in einer Klappe des Kastens eingesetzt wird, während sich beide Teile im zusammengelegten oder unbenutzten Zustand befinden.
  • Sowohl US-A-5,267,934 als auch US-A-5,435,803 beschreiben Ausgießtüllen-Fitting-Applikatoren, bei denen das Fitting von innen durch eine Öffnung im Karton nach außen angebracht wird.
  • Ferner sind in WO 95/10408A eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. 4 beschrieben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Anbringen von Fittings an Behälterteilen gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Anbringen von Fittings an Behälterteilen gemäß Anspruch 4 bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Fittings formschlüssig an der Aufnahmeeinrichtung zu platzieren und somit sicherzustellen, dass die Fittings zuverlässig und korrekt von dem Applikator aufgenommen werden.
  • Vorteilhafterweise weisen die Arme erste, zweite, dritte und vierte Armteile auf und ist die Antriebseinrichtung zum Drehen des Applikators derart vorgesehen, dass die ersten und zweiten Armteile, die jeweils erste und zweite Fittings tragen, zum gleichzeitigen Anbringen der ersten und zweiten Fittings jeweils an ersten und zweiten Behälterteilen winkelmäßig positioniert werden, und dass die dritten und vierten Armteile zum Aufnehmen jeweils eines dritten und eines vierten Fitting winkelmäßig positioniert werden.
  • Dadurch ist ein verbessertes Anbringen der Fittings an Behälterteilen in einer Verpackungsmaschine möglich, insbesondere einer Kartonform-, -füll- und -versiegelungsmaschine, in der Behälter in Gruppen schrittweise bewegt werden.
  • Die Vorrichtung ist insbesondere in Fällen geeignet, in denen mit dem Applikator ausgerichtete Behälter dicht beieinander angeordnet sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen vierarmigen Ausgießtüllen-Fitting-Applikator auf, der zwei seiner Arme in die oben offenen Kartons dreht und zwei mit Flanschen versehene Ausgießtüllen-Fittings durch Öffnungen in einem Paar oberer Platten eines Paars nebeneinander liegender Kartons nach außen weisend anbringt, während seine beiden anderen Arme derart positioniert sind, dass sie zwei weitere Fittings aufnehmen. Ein Paar pneumatischer Kolben-und-Zylinder-Vorrichtungen dient zum Transport der beiden weiteren Fittings zu den beiden anderen Armen und dem formschlüssigen Platzieren derselben auf den Armen. Eine externe Ultraschall-Versiegelungseinrichtung weist einen länglichen Teil auf, der zum Angreifen an den Außenflächen der Platten zwecks Versiegelung der Flansche der Fittings an den Innenflächen der oberen Platten um die Öffnungen herum vorgesehen ist, während das Kolben-und-Zylinder-Vorrichtungspaar betätigt wird.
  • Zum besseren Verständnis und zur Durchführung der Erfindung wird nun beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer doppelt schrittweise transportierenden Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine;
  • 2 eine vergrößerte Seitenansicht einer Ausgießtüllen-Fitting-Anbringstation der Maschine;
  • 3 eine schematische Seitenansicht von fünfzehn Betriebsphasen der Station;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines in der Station anzubringenden Ausgießtüllen-Fitting; und
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer von der Maschine hergestellten Verpackung.
  • In den Zeichnungen zeigen 1 und 2 eine Form-, Füll- und Versiegelungsmaschine 10 mit einem Ausgießtüllen-Fitting-Applikator 12 und einem Förderer 14, der thermoplastisch beschichtete Kartons 16 mit offenen oberen Verschlüssen 18 befördert. Eine Öffnung 20 (siehe 3 und 5) ist in einer ausgewählten Platte 22 jedes Endverschlusses 18 ausgebildet. Der Applikator 12 ist in der Maschine 10 zwischen dem normalen schrittweise bewegbaren Revolver kopfmechanismus T mit mehreren Dornen M und einer Füllstation mit einer Quelle S einer ausgewählten Flüssigkeit angeordnet.
  • Wie in 2 dargestellt, weist der Förderer 14 zwei in einem vorbestimmten Abstand d voneinander beabstandete Endlosketten 24 und 26 auf, die eine Reihe von nahe beieinander liegenden Kartons 16 befördern, wobei die Platte 22 mit der Öffnung 20 einer Kette 24 zugewandt ist.
  • Wie in 3 gezeigt, ist der Ausgießtüllen-Fitting-Applikator 12 derart positioniert, dass er in Phase 101 zwei Ausgießtüllen-Fittings 28 gleichzeitig auf seinen beiden freiliegenden Armen 32 und 34 aufnimmt, während zwei Fittings auf seinen beiden innenliegenden Armen 36 und 38 derart positioniert sind, dass sie, wie nachstehend erläutert, während einer Verweilzeit in zwei obere Platten 22 nebeneinander liegender Kartonteile 16 und 16a platziert werden, während sie von dem doppelt schrittweise transportierenden Förderer 14 befördert werden (2). Wenn sich der Förderer 14 durch die Phasen 102 bis 106 bewegt, dreht sich der Arm 32 in Richtung auf und in den Kartonteil 16B. Während der weiteren Bewegung des Förderers 14 durch die Phasen 107 bis 110 dreht sich der Arm 34 in den Kartonteil 16C. Während der weiteren Bewegung durch die Phasen 111 bis 115 werden die Arme 32 und 34 zum Platzieren zweier Fittings 28 in den Öffnungen mit den Öffnungen 20 in den oberen Platten 22 der Kartonteile 16B und 16C ausgerichtet, wobei sich die Arme 36 und 38 jetzt in der Position zur Aufnahme von zwei weiteren Fittings 28 für den nächsten Zyklus befinden.
  • Wie in 3 dargestellt, hat sich der Arm 32 für den Zyklus von Phase 101 zu Phase 115 um 180° gedreht. Die nächste 180°-Drehung bringt den Arm 32 zwecks Aufnahme des nächsten Ausgießtüllen-Fitting 28 wieder in die Position der Phase 101 zurück. In dem dargestellten Beispiel ist festgelegt, dass jeder Karton 16 bei der Bewegung von Phase 101 zu Phase 115 auf dem Förderer 14 schrittweise eine Strecke von 7,0 Inch (17,78 cm) bei einer Quart verarbeitenden Maschine oder 9,0 Inch (22,86 cm) bei einer halbe Gallonen verarbeitenden Maschine zurücklegt.
  • 2 zeigt, dass jede von zwei Spuren 46 in der Form von Rutschen ein Ausgießtüllen-Fitting 28 in einem Abstand d' von einer ausgerichteten vorstehenden Aufnahmeeinrichtung oder einem Zapfen 50 eines der Arme des Applikators 12 präsentiert. Ein Kolben 40 einer geeigneten pneumatischen Kolben-und-Zylinder-Vorrichtung 42 mit einem Flanschende 44, das für einige Fitting-Größen eine zylindrische Form zum Umfassen des Fitting 28 aufweisen kann, dient zum Drücken jedes End-Fitting von der Spur 46 auf den Zapfen 50 des Applikatorarms. Jeder Zapfen 50 weist einen um den Zapfen angeordneten elastomeren Ring 52 auf, der einen Presssitz am Innenumfang des Flanschendes des Fitting 28 einnimmt.
  • Jede Spur 46 verläuft vertikal nach unten, endet nahe dem Applikator 12 und hält eine Reihe von Ausgießtüllen-Fittings 28, von denen jedes einen Flansch 54 aufweist und die in der Spur gleitbar Ende an Ende ausgerichtet sind, so wie sie einer geeigneten externen Ladeeinrichtung entnommen worden sind. Eine solche Ladeeinrichtung kann einen (nicht gezeigten) Rüttel-Teileaufgeber aufweisen, der bei Syntron Co., Homer City, State of Pennsylvania, USA, erhältlich ist. Ein solcher Teileaufgeber richtet automatisch eine Ladung von mit einem Flansch versehenen Fittings 28 aus und führt diese in ausgerichtetem Zustand jeder Spur 46 zu. Ein Spurenpaar kann von einem Teileaufgeber-Trog oder von einem Paar Aufgeber-Trögen aus verlaufen.
  • Der Flansch 54 des Fitting 28 ist von den Rändern der Spur 46 begrenzt, wie schematisch in 2 dargestellt, und schnappt nach außen in das Fitting ein, das von dem Flanschende 44 des Kolbens 40 gedrückt wird.
  • Eine Antriebseinheit, wie unter 56 dargestellt, ist über eine Welle 58 mit der Mitte des Applikators 12 verbunden. Die Antriebseinheit 56 bewegt den Applikator 12 innerhalb des Abstands d hin und her und dreht den Applikator wiederholt um 180°, wie in 3 gezeigt.
  • Während sich die beiden Arme 36 und 38 seitlich bewegen, um die beiden Fittings 28 in zwei Öffnungen 20 in zwei nebeneinander liegende Platten 22 zu platzieren, verlaufen die beiden Arme 32 und 34 in Richtung auf die beiden anderen Fittings 28 in den beiden benachbarten Spuren 46 und stoppen im Abstand d' von diesen, um das Fördern der Fittings durch die Kolben 40 und Enden 44 abzuwarten.
  • Die Anbringstation weist zwei Ultraschall-Versiegelungseinrichtungen 60 (2) auf, von denen jede ein zurückziehbares längliches Teil 62 mit einer mit der Öffnung 20 in der Platte 22 ausgerichtete Achse hat. Wenn der Applikator 12 die beiden Fittings 28 in zwei Öffnungen 20 platziert, greifen die beiden schwingenden länglichen Teile 62 an den Außenflächen der beiden Platten 22 gegenüber den Flanschen 54 an und verbonden somit die Flansche mit den Innenflächen der beiden Platten. Während des Bondevorgangs greifen die Enden 44 an den beiden benachbarten Fittings 28 an und befördern diese über den Abstand d' und lassen sie auf die beiden Zapfen 50 gleiten.
  • Die länglichen Teile 62 und der Applikator 12 werden dann zurückgezogen, und der nächste Zyklus beginnt.
  • Es ist offensichtlich, dass anhand der Zeichnungen ein verbesserter Karton-Ausgießtüllen-Fitting-Applikator beschrieben worden ist, der mit einem doppelt schrittweise transportierenden Förderer einer Hochleistungs-Form-, -Füll- und -Versiegelungsmaschine zusammenwirken kann.
  • Es ist ferner offensichtlich, dass bei einer Maschine, die zwei Kartons nahe beieinander angeordneter Kartons gleichzeitig schrittweise entlang eines Wegs transportiert, nur ein Applikator für zwei benachbarte Kartons verwendet wird. Bei einer solchen Maschine sind ein Doppeldorn-Revolverkopf oder ein Einzeldorn-Revolverkopf und ein schrittweise-einzel-zu-doppeltransportierender Kartontransportmechanismus 64, wie in 1 dargestellt und in US-A-4,456,118 beschrieben – natürlich mit einer nachgeschalteten Mehrfachaufbrech-, -füll-, -falte- und -versiegelungseinrichtung – vorgesehen.
  • Es ist ferner offensichtlich, dass die Platziereinrichtung 40–44 mit einem Applikator mit entweder zwei oder drei Armen anstelle der oben beschriebenen vier Arme verwendbar ist.
  • Es ist ferner offensichtlich, dass die Platziereinrichtung 40–44 Ausgießtüllen-Fittings formschlüssig an Zapfen anbringt, im Gegensatz zu einem Applikator, der sich nur auf einen Reibsitz eines Zapfens stützt, um zunächst ein Fitting in einen stationären Vorschubweg einzusetzen und dann aus diesem herauszuziehen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Verwendung zum Anbringen von Fittings an Behältern, mit einem Applikator (12) mit mindestens zwei Armen (32–38), welche um eine Achse (58) herum verteilt sind und jeweils in einer distalen Endzone eine Aufnahmeeinrichtung (50) zum Aufnehmen und Tragen eines Fitting (28) aufweisen; einer Versiegelungsflansch (54)-Antriebseinrichtung (56) zum Drehen des Applikators (12) derart, dass ein Arm (32), der ein Fitting (28) trägt, das eine Fitting (28) mit einem Behälterteil (16B) ausrichtet, während die Aufnahmeeinrichtung des anderen Arms (36) in eine Position zum Aufnehmen eines weiteren Fitting (28) von einer benachbarten Spur (46) gebracht wird, und ferner zum axialen Bewegen des Applikators (12), um ein Fitting (28) an dem einen Behälterteil (16B) anzubringen und die Aufnahmeeinrichtung (50) des anderen Arms (36) in eine vordere Endposition zu bringen (2); und einer Platziereinrichtung (40–44) zum Angreifen an dem weiteren Fitting (28) und Bewegen des weiteren Fitting (28) aus der Spur (46) in Richtung des anderen Arms (36), dadurch gekennzeichnet, dass sich die vordere Endposition (2) in einem vorbestimmten Abstand (d') zu einer Warteposition in der Spur (46) des Versiegelungsflansches (54) des weiteren Fitting (28) befindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Befestigungseinrichtung (62) zum Befestigen des einen Fitting (28) an dem einen Behälterteil (16B), wobei die Platziereinrichtung (40–44) zum Bewegen des weiteren Fitting (28) aus der Spur (46) zu dem anderen Arm (36) in zeitlicher Ab stimmung mit dem Befestigen des einen Fitting (28) an dem einen Behälterteil (16B) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Platziereinrichtung (40–44) einen Kolben (40) mit einer Endeinrichtung (44) aufweist, die an einem Körper des weiteren Fitting (28) anliegt und bewirkt, dass ein Flansch (54) an dem Körper aus der Spur (46) herausspringt und sich über die vorbestimmte Distanz (d') bewegt, um das weitere Fitting (28) gleitend an der Aufnahmeeinrichtung (50) des anderen Arms (36) anzubringen.
  4. Verfahren zum Anbringen von jeweils Versiegelungsflansche aufweisenden Fittings an Behältern, mit folgenden Schritten: Drehen eines Applikators (12) mit mehreren Armen (32–38) derart, dass eine Aufnahmeeinrichtung (50) eines (32) der Arme (32–38) in eine vordere Endposition (2) gebracht wird, die eine Aufnahmeposition zum Aufnehmen eines Fitting (28) darstellt; Platzieren eines Fitting (28) an der einen Aufnahmeeinrichtung (50); ferner Drehen des Applikators (12) derart, dass die eine Aufnahmeeinrichtung (50) und somit das eine Fitting (28) in eine Abgabeposition zum Abgeben des Fitting (28) gebracht wird; Anbringen des einen Fitting (28) an einem Behälterteil (16B) und gleichzeitiges Bringen einer anderen Aufnahmeeinrichtung (50) eines anderen Arms (36) der Arme (32–38) in eine vordere Endposition (2), die eine Aufnahmeposition zum Aufnehmen eines weiteren Fitting (28) darstellt; und Platzieren des weiteren Fitting (28) an der anderen Aufnahmeeinrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, dass sich jede vordere Endposition (2) in einem vorbestimmten Abstand (d') zu einer Warteposition in der Spur (46) des Versiegelungsflansches (54) des Fitting (28) befindet, und das Platzieren des weiteren Fitting (28) durch Bewegen des weiteren Fitting (28) auf die andere Aufnahmeeinrichtung (50) erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ferner nach dem Anbringen das eine Fitting (28) an dem einem Behälterteil (16B) befestigt wird, wobei das Platzieren des weiteren Fitting (28) in zeitlicher Abstimmung mit dem Befestigen erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Anbringen durch axiales Vorschieben des Applikators (12) erfolgt und der Applikator (12) nach dem Befestigen axial zurückgezogen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Platzieren und das Befestigen gleichzeitig erfolgen.
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