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Diese Erfindung betrifft das Anbringen
von Teilen an Material und insbesondere ein System, bei dem gewählte Teile über einen
Speiseschacht zu einer außerhalb
der Fertigungslinie gelegenen Teilezuführeinheit transportiert werden
und darin ausgerichtet werden, und die Teile anschließend aus
der Einheit einem zur Zufuhr zu einer Maschine vorgesehene Mechanismus
zugeführt
werden, der die Teile an dem Material platziert, das gerade von
der Maschine verarbeitet wird.
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Falls es sich bei kleinen handzuhabenden Teilen
um Ausgusstüllen-Anbringungsteile
zur Anbringung an geformten Kartons handelt, können herkömmlicherweise die Anbringungsteile
jeweils einzeln dem Austrittsende einer Förderbahn entnommen werden und
jeweils in einer Öffnung
platziert werden, die in der oberen Verschlussplatte eines aufrechtstehenden,
oben offenen Kartons ausgebildet ist, so dass die Anbringungsteile
mittels eines externen Ultraschall-Schweißdorns in ihrer Position verschweißt werden
können.
Derartige Platzierungs- und Schweißeinheiten sind gezeigt und
beschrieben in GB-A-2,238,287;
US-A-4,788,811; US-A-4,386,923; US-A-5,484,374; US-A-5,267,934 und US-A-5,435;803.
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WO-A-80/02018 beschreibt eine Vorrichtung zur
Befestigung von Ausgusstüllen-Anbringungsteilen
an Beuteln. Eine vertikale Formungs-/Befüllungs-/Siegelungsmaschine
empfängt
die Anbringungsteile von dem unteren Ende einer Rutsche, die an
ihrem oberen Ende aus einer Zuführschüssel vom Vibrationstyp
heraus mit Anbringungsteilen beschickt wird. Die Zuführschüssel ihrerseits
empfängt
die Anbringungsteile von dem unteren Ende einer Ausgaberutsche eines
Zuführschachts.
Die Schüssel
und der Schacht sind an den oberen Endbereichen jeweiliger Träger befestigt,
die nahe der Maschine angeordnet sind.
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WO-A-94/08851 beschreibt eine Vorrichtung zur
Herstellung von Verpackungen, bei denen ein Beutel in einer Box
angeordnet ist, wobei an den Beuteln dieser Verpackungen Anbringungsteile
befestigt werden, die jeweils in Form eines mit dem Beutel zu verschweißenden Ausgusshalses
und eines an dem Hals befestigten Ausguss-Stopfens ausgebildet sind,
der zwecks Öffnens
entfernbar ist. Die Anbringungsteile werden von einer vibrierenden Schüssel einem
motorisierten Förderband
zugeführt, das
mit Greifelementen versehen ist und sich in einer Schiene mit im
wesentlichem U-förmigem
Querschnitt bewegt. Das Förderband
verläuft
im wesentlichen S-förmig,
wobei sein oberer horizontaler Abschnitt in einem vertikalen Magazin
endet, in dem sich die Anbringungsteile ansammeln, während sie darauf
warten, an die Beutel geschweißt
zu werden. Das Magazin endet über
einer Maschine zur Herstellung und Befüllung der Beutel.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Kombination aus folgenden Teilen vorgesehen:
einer
Maschine mit einer Teileanbringungsvorrichtung zum Anbringen von
Teilen an einem Verpackungsmaterial an der Maschine,
einer
Teilezuführvorrichtung,
die eine Teilezuführeinrichtung
aufweist und relativ zu der Maschine freistehend angeordnet ist,
und
einer von der Vorrichtung zu der Maschine verlaufenden
Transfervorrichtung zum Übertragen
der Teile von der Vorrichtung zu der Maschine,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Transfervorrichtung eine pneumatische Teilefördervorrichtung
aufweist und dass die Teilefördervorrichtung
mit einer Druckgas-Quelle verbindbar ist, um die Teile entlang der
Teilefördervorrichtung
zu blasen.
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Mit dieser Erfindung wird eine größere Flexibilität in den
Relativpositionen der Maschine und der Teilezuführvorrichtung ermöglicht.
Die Vorrichtung kann leichter zugänglich sein und eine größere Kapazität aufweisen
als in dem Fall, in dem sie oben an der Maschine angeordnet wäre.
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Bei Bedarf kann die Vorrichtung auf
der gleichen Ebene, d. h. auf dem gleichen Boden wie die Maschine,
oder auf einer höheren
oder niedrigeren Ebene als die Maschine angeordnet sein, z. B. auf
einem über
der Maschine gelegenen Zwischenboden.
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Die Transfervorrichtung kann mehrere Transfer-Förderbahnen
aufweisen, und die Teilezuführvorrichtung
kann ferner eine Ausgabe-Förderbahn
zum Ausgeben der Teile und einen Verteiler aufweisen, der derart
angeordnet ist, dass er die Teile aus der Ausgabe-Förderbahn
empfängt
und sie auf die Transferförderbahnen
verteilt. Somit besteht die Möglichkeit,
dass eine einzige Teilezuführvorrichtung mehrere
Teile-Applikatoren bedient, unabhängig davon, ob sich diese an
ein und derselben Maschine oder an verschiedenen Maschinen befinden,
oder beides.
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Die Teilezuführvorrichtung kann eine Entleerungs-Förderbahn
aufweisen, die zum Entleeren der Vorrichtung von den Teilen dient.
Somit können, wenn
die Teilezuführvorrichtung
geleert werden soll, sämtliche
in dieser verbliebenen Teile auf hygienische und automatische Weise
aus der Vorrichtung entfernt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform führt eine
freistehende Anbringungsteil-Sortiervorrichtung von einer entfernten,
im wesentlichen auf Bodenniveau gelegenen Stelle her einer Form-,
Füll- und
Siegelungs-Packmaschine Ausgusstüllen-Anbringungsteile
zu. Von der außerhalb
der Fertigungslinie angeordneten Sortiervorrichtung verlaufen Plastikröhren, durch
welche die Ausguss-Anbringungsteile mittels Druckluft geblasen werden
können,
zu der Packmaschine. Die Vorrichtung weist eine Teilehandhabungsschüssel auf,
die mittels durch Drehbewegung erzeugter Zentrifugalkraft die Ausgusstüllen-Anbringungsteile
zu geeigneten Ausrichtvorrichtungen hin und durch diese hindurch
drückt,
welche die Anbringungsteile ausrichten und zu einer Förderbahn
zum Transfer zu einer Gleitschachtvorrichtung rückführen, die mit einer programmierbaren
Zylindervorrichtung oder servoantriebsbetätigten Vorrich tung zusammenwirkt;
diese dient zum weiteren Transfer über die mehreren Plastikröhren zu
Platzierungsvorrichtungen, mittels derer die Anbringungsteile in
beliebiger geeigneter Weise an einem oder mehreren Sets von Doppel-Inline-Kartons
angebracht werden, die schrittweise entlang von Förderern
der Packmaschine bewegt werden.
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Zur deutlichen und vollständigen Erläuterung der
Erfindung wird nun als Beispiel auf die Zeichnungen verwiesen:
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Form-, Füll- und Siegelungs-Packmaschine und einer
außerhalb
der Fertigungslinie gelegenen zugehörigen Ausricht- und Zuführvorrichtung;
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2 zeigt
eine vertikale Seitenansicht der außerhalb der Fertigungslinie
gelegenen Ausricht- und Zuführvorrichtung;
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3 zeigt
eine Draufsicht auf die Vorrichtung;
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4 zeigt
eine vertikale Seitenansicht einer Shuttle-Fördereinrichtung der Vorrichtung;
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5 zeigt
eine Draufsicht auf die Shuttle-Fördereinrichtung;
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6 zeigt
eine vertikale Endansicht der Shuttle-Fördereinrichtung;
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Teils, das an der Vorrichtung
gehandhabt werden kann;
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsverpackungskartons,
an dem das Teil platziert ist; und
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht mehrerer Form-, Füll- und Siegelungs-Packmaschinen
und einer außerhalb
der Fertigungslinie gelegenen zugehörigen Ausricht- und Zuführvorrichtung.
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In den nun detaillierter zu erläuternden Zeichnungen
zeigt 1 eine Form-,
Füll- und
Siegelungs-Packmaschine 10, die Kartons verarbeitet, welche
bei 12 angedeutet sind und in 8 deutlicher gezeigt sind. Die Kartons 12 werden
in einer einzigen Reihe oder (wie gezeigt) in mehreren parallelen Reihen
mittels einer oder mehrerer Horizontalförderer 13 vorbewegt.
Mehrere Plastikröhren 14 verlaufen
ausgehend von einer außerhalb
der Fertigungslinie gelegenen Ausricht- und Zuführvorrichtung 16 zu der
Maschine 10. Die Maschine 10 und die Vorrichtung 16 stehen
auf einem Boden und sind horizontal mit gegenseitigem Abstand angeordnet.
Die Vorrichtung 16 dient zum Verarbeiten von Teilen, bei
denen es sich um identische Ausgusstüllen-Anbringungsteile 18 handelt,
von denen eines in 7 gezeigt
ist.
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Die Vorrichtung 16 (1 bis 3) weist ein Gehäuse 20 auf, das eine
Teilezuführeinheit 22 enthält, die
an einem Ständer 24 befestigt
ist (2). An dem Ständer 24 ist
ein Schacht 26 derart befestigt, dass er über der
Teilezuführeinheit 22 angeordnet
ist, und der Schacht 26 ist in der Lage, die Anbringungsteile 18 über ein
Verbindungsteil 28 einer Schüssel 30 der Teilezuführeinheit 22 zuzuführen. Stufen 32 (oder
alternativ Stufen 32'),
die an einer Seite des Gehäuses 20 angeordnet
sind, erlauben einer Bedienungsperson das Befüllen des Schachts 26 mit
Teilen, wobei dies bei Bedarf vollständig außerhalb der in Betrieb befindlichen
Packmaschine 10 vorgenommen werden kann. Obwohl Stufen 32 oder 32' gezeigt sind,
ist weithin vorzuziehen, dass die Bedienungsperson die Möglichkeit
erhält,
den Schacht 26 vom Bodenniveau her zu befüllen. Über dem
Schacht 26 und der Schüssel 30 können bei
33 (2) gezeigte Deckel
angeordnet sein.
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Eine Förderbahn 34 (2) verläuft vom Ausgabeende der Schüssel 30 winklig
abwärts.
Die Schüssel 30 wird
durch beliebige geeignete Mittel dahingehend aktiviert, dass die
Anbringungsteile 18 in eine nach außen vorstehende Stellung gebracht
werden, in der sie je nach Erfordernis auf Förderbahnen, Führungsvorrichtungen,
Schienen, Drehelemente, ausgeschnittene Bereiche, Luftstrahle oder
(nicht gezeigte) andere Elemente treffen können, so dass jedes Anbringungsteil 18 ausgerichtet
wird, z. B. indem es mit seinem Flansch 36 an Schienen
aufgehängt wird,
oder im Falle einer inkorrekten Positionierung in die Schüssel zurück fallengelassen
oder geblasen wird, um in einem weiteren Durchgang zurückzukehren.
Die Schüssel 30 ist
vorzugsweise die Schüssel einer
per se bekannten zentralen Teilezuführvorrichtung, die mittels
Zentrifugalkräften,
welche durch eine Drehbewegung erzeugt werden, die Teile 18 zu Ausrichtvorrichtungen
hin und durch diese hindurch zwingen, um die Teile auszurichten.
Alternativ kann die Schüssel 30 die
Schüssel
einer per se bekannten Vibrator-Teilezuführvorrichtung sein, welche
die Teile unter Ausübung
von Vibration um eine an der Innenfläche der Schüsselwand befestigte, spiralig
nach oben verlaufende Förderbahn
bewegt, so dass die Teile ausgerichtet werden, während sie entlang der Förderbahn
befestigte Elemente passieren.
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An einer mittleren Position entlang
der Förderbahn 34 ist
ein Luftzylinder 38 (2)
angeordnet, dessen Zweck noch beschrieben wird. An dem Austrittsende
der Förderbahn 34 ist
eine Gleit-Shuttle-Fördervorrichtung 40 (2) angeordnet. Gemäß 4 bis 6 weist die Gleit-Shuttle-Fördervorrichtung 40 eine
Basis 42 auf, die fest in einem Teil 44 (2) des Gehäuses 20 angeordnet
ist. Dabei sind mehrere (im gezeigten Fall vier) Bahnbefestigungsblöcke 46 an
einem Kolbenteil 48 eines geeigneten programmierbaren Luftzylinders 50 (5) befestigt. An jedem Befestigungsblock 46 ist
ein Endabschnitt einer der Verbindungs-Plastikröhren 14 befestigt,
und zwar durch Sicherung in einem durch den Block verlaufenden Durchlass 52.
Die Befestigungsblöcke 46 sind derart
miteinander verbunden, dass sie sich als Einheit mit dem Kolbenteil 48 bewegen.
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In einem festen Montageblock 54 (5), der an der Basis 42 befestigt
ist, ist ein Durchlass 56 zur Aufnahme und zum Einschluss
des Endabschnitts der fest angeordneten Förderbahn 34 ausgebildet.
An der Basis 42 sind an gegenüberliegenden Seiten des festen
Montageblocks 54 zwei Luftverteilerrohr-Blöcke 58 befestigt,
die an den einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
des Blocks 54 anliegen. Durch die Mitte jedes Blocks verläuft ein
Luftdurchlass 60 parallel zu dem im Block 54 ausgebildeten
Förderbahn-Befestigungsdurchlass 56.
Mit jedem Luftdurchlass 60 ist über eine Leitung 64 eine
Druckluftquelle 62 verbunden. Ein in dem Gehäuse 20 befestigtes
Luftventil-Pack 66 (3)
enthält
geeignete Ventile.
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Gemäß 3 kann eine Anschluss-Box 68, welche
die erforderlichen Relais-Elemente
und einen bei 70 angedeuteten Controller enthält, in dem
Gehäuse 20 angeordnet
sein, wobei die Box betriebsmäßig mit
dem programmierbaren Luftzylinder 50 verbunden ist.
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Innerhalb der Form-, Füll- und
Siegelungs-Packmaschine 10 ist mit jeder Röhre 14 an
einem vorbestimmten Punkt entlang deren Höhe ein geeigneter Passungs-Detektor
betriebsmäßig verbunden,
z. B. ein Grenzschalter oder eine photoelektrische Anordnung, die
in 1 bei 72 angedeutet
ist. Die photoelektrische Einheit 72 veranlasst, dass eine bei 74 gezeigte
Auslösungs-
oder Aufnahme- und Platzier-Einheit, die z. B. in EP-A-0819611 gezeigt und
beschrieben ist, bedarfsgemäß mit Anbringungsteilen 18 beschickt
wird.
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Wie in 1 und 5 in strichpunktierten Linien gezeigt
ist, kann eine zur Ausgabe vorgesehene kurze Röhre 14' an einer gewählten Stelle zwischen der Vorrichtung 16 und
der Maschine 10 angeordnet sein, wobei diese Röhre als
Entleerungsdurchlass dient, der ein zwecks Farb- oder Produktänderung durchzuführendes
Entleeren des Schachts 26 und der Schüssel 30 erleichtert.
Die Röhre 14' ist mit einem
weiteren Montageblock 46' verbunden,
der fest an den Blöcken 46 angeordnet
ist, und kann somit in und außer
Ausrichtung mit dem Block 54 und einem der Luftdurchlässe 60 gebracht
werden.
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Bei Betrieb werden die Anbringungsteile 18 aus
dem Schacht 26 (2)
der Schüssel 30 zugeführt, in
der die Anbringungsteile ausgerichtet und in den Einlass der Förderbahn 34 eingegeben
werden. Der Vorgang des Ausrichtens der Anbringungsteile 18 als
solcher kann jederzeit in der Förderbahn 34 abwärts bis
zum Luftzylinder 38 hin erfolgen.
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Wie insbesondere anhand von 5 ersichtlich ist, treten
beim Freigeben von Anbringungsteilen 18 durch den Luftzylinder 38 die
jeweiligen Anbringungsteile aus dem Ende der Förderbahn 34 aus und gelangen
durch den benachbarten Durchlass 52 eines ausgerichteten
Montageblocks 46 in dessen Plastikrohr 14. Je
nach den Erfordernissen der jeweiligen photoelektrischen Einheiten 72 (1) am anderen Ende der Röhren 14 werden
die Montageblöcke 46 und
die ihnen zugeordneten Röhrenendabschnitte
durch das Ein- und Ausgangssignal des Controllers 70 (3) veranlasst, sich gemäß 5 nach links zu bewegen,
so dass der betreffende Montageblock mit dem linken Luftdurchlass 60 ausgerichtet
wird. In dieser Position transportiert ein aus der Druckluftquelle 62 durch
den Durchlass 60 ausgegebener Luftstoß die Anbringungsteile 18 in
das angrenzende Rohr 14, zunächst nach unten bis zum Austritt
aus dem Gehäuse 20 (1), dann nach oben über den
horizontalen Spalt zwischen der Vorrichtung 16 und der
Maschine 10 auf eine Ebene, die sich über der Vorrichtung und der
Maschine und über sämtlichen
Fußgänger- oder
Fahrzeugverkehr entlang dem Spalt befindet, und in dem Rohr abwärts an der
photoelektrischen Einheit 72 vorbei. Jede photoelektrische
Einheit 72 ist mit einer Verzögerung versehen, so dass die
Teile, die an der Einheit vorbeifallen, diese nicht betätigen. Nachdem
jedoch die Anbringungsteile 18 bis zu dem an der Einheit 72 angeordneten
Stopp-Punkt eingefüllt
worden sind, stoppt ein von der Einheit ausgegebenes Signal das
Blasen von Anbringungsteilen durch das bestimmte Rohr 14. Anschließend, wenn
die Aufreihung von Anbringungsteilen, die sich deutlich über die
Einheit 72 hinaus erstrecken kann, unter die Einheit 72 abfällt, da sie
von der Einheit 74 verbraucht wird, meldet die Einheit 72,
dass eine weitere Charge von Anbringungsteilen mittels des Luftzylinders 38 in
den zugehörigen
Montageblock 46 hinein freigegeben werden soll und das
Rohr 14 mittels des programmierbaren Luftzylinders 50 in
Ausrichtung mit einem der Luftdurchlässe 60 bewegt werden
soll. Anstelle einer einzelnen photoelektrischen Einheit 72 vom
Verzögerungs-Typ
kann ein Paar aus oberen und unteren einzelnen photoelektrischen
Einheiten oder Begrenzungsschaltern verwendet werden.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, werden die beiden
linken Montageblöcke 46 von
dem programmierbaren Luftzylinder 50 zu dem linken Block 58 bewegt, und
die beiden rechten Montageblöcke 46 werden von
dem programmierbaren Luftzylinder 50 zu dem rechten Block 58 bewegt.
Dies bietet den Vorteil, dass sich die Montageblöcke über eine kürzere Strecke bewegen als in
dem Fall, in dem es nur einen einzigen Luftdurchlass 60 gäbe, so dass
ein relativer Anstieg der Ausgaberate der Vorrichtung 16 ermöglicht wird.
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Da jede der photoelektrischen Einheiten 72 nach
Anbringungsteilen 18 fahndet, hat das an den Controller 70 ausgegebene
Signal den Effekt, dass dem programmierbaren Luftzylinder 50 Signale
zugeführt
werden, auf deren Basis die Montageblöcke 46 die korrekte
Röhre 14 mit
dem feststehenden Block 54 ausrichten, und dem Luftzylinder 38 an
der feststehenden Förderbahn 34 Signale
zugeführt
werden, aufgrund derer an diesem befindliche Anbringungsteile 18 freigegeben
werden und anschließend zu
dem linken oder rechten Block 58 bewegt und durch das Rohr 14 geblasen
zu werden, so dass sich die Anbringungsteile an und über der
betreffenden photoelektrischen Einheit stapeln.
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Bei Bedarf kann gemäß 9 eine einzelne freistehende
Vorrichtung 16 mehrere Maschinen 10 beschicken,
die nicht nur von der Vorrichtung 16, sondern auch voneinander
im Abstand angeordnet sind.
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Es sollte ersichtlich sein, dass
die außerhalb der
Fertigungslinie angeordnete Ausricht- und Zuführvorrichtung zweckdienlich
als freistehende Sortiereinheit verwendbar ist, die einer oder mehrerer Verarbeitungsmaschinen
Teile zuführt,
wobei die Bedienungsperson die Freiheit hat, im wesentlichen auf Bodenniveau
den Schacht zu laden oder fehlerhafte Teile aus der Vorrichtung
zu entfernen, ohne dass sie an einer in Betrieb befindlichen Verarbeitungsmaschine
herumklettern muss.
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Ferner sollte ersichtlich sein, dass
die außerhalb
der Fertigungslinie gelegene Ausricht- und Zuführvorrichtung im wesentlichen
jede Art von kleinen Teilen handhaben kann und jeder geeigneten
Platzierungsvorrichtung an einer Verarbeitungsmaschine zuführen kann,
welche verschiedene Arten von Montagevorgängen durchführt.
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Ferner sollte ersichtlich sein, dass
die eingeschlossene Röhren-
und Druckluftblasvorrichtung als effiziente Vorkehrung zum Transfer
der kleinen Teile über
praxisgemäße Distanzen
hinweg zu einer Verarbeitungsmaschine dient, ohne dass auf dem Weg
ein Verklemmen oder eine Unterbrechung auftritt.
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Zudem sollte ersichtlich sein, dass
in Abhängigkeit
von dem betreffenden Anwendungsfall jede beliebige Anzahl von Montageblöcken und
zugehöriger
Röhren
anstelle der vier gezeigten verwendet werden kann. In jedem Fall
kann eine der Röhren kurz
sein, um als Entleerungsdukt zu dienen, damit ein Entleeren des
Schachts zwecks Farb- und/oder Produktänderung erleichtert werden
kann. Ferner können
z. B. gemäß 9 die Plastikröhren zu
voneinander beabstandeten Verarbeitungsmaschinen geführt werden
statt zu der Doppel-Linien-Maschine gemäß 1. Ferner besteht zum Reduzieren
der Anzahl verwendeter langer Röhren
die Möglichkeit, in
den langen Röhren
Ablenkelemente zu verwenden, um den Strom der Teile zu kurzen Röhren abzulenken,
welche zu der oder jeder zwischenliegenden Maschine 10 führen.
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Ferner besteht die Möglichkeit,
ein Vakuumsystem anstelle des beschriebenen Druckluftsystems zu
verwenden.
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Zudem kann ein hocheffizientes Partikulat-Luft-
(HEPA-) System installiert werden, um der Vorrichtung 16 saubere
Luft zuzuführen
und dadurch die Ausgusstüllen-Anbringungsteile
vor sämtlichen
in der Fertigungsumgebung vorhandenen Kontaminationen zu schützen.