DE69910973T2

DE69910973T2 - Maschine und verfahren zum verpacken mehrerer gegenstände in eine schachtel

Info

Publication number: DE69910973T2
Application number: DE69910973T
Authority: DE
Inventors: Pascal Portrait
Original assignee: Meadwestvaco Packaging Systems LLC
Current assignee: Meawestvaco Packaging Systems Stamford Conn LLC
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-01-16
Also published as: ATE303303T1; EP1350723A3; EP1047595A2; DK1047595T3; DE69927065T2; ATE248746T1; ES2207169T3; PT1047595E; WO1999036317A2; EP1350723A2; EP1350723B1; DE69910973D1; DE69927065D1; EP1047595B1; WO1999036317A3; ES2251631T3; AU2228999A; GB9800884D0

Description

Diese Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine, die insbesondere für die Verarbeitung von Mehrfachverpackungsschachteln aus einer Zuschnittsform zu vollständig gefüllten Mehrfachschachteln geeignet ist, sowie ein Verfahren, um solche Schachteln auszubilden. Die Maschine kann ohne weiteres eingestellt werden, dass sie einen weiten Bereich an Schachtelgrößen aufnimmt, ohne dass unnötige Zeit beim Anpassen der Maschine vom Lauf einer Schachtelgröße zum Lauf einer unterschiedlichen Schachtelgröße zugebracht wird.
Die meisten bekannten Verpackungsmaschinen sind speziell angefertigte Maschinen, die lediglich eine Größe oder einen Typ von Schachteln aufrichten. Daher ist es nötig, eine Vielzahl von Verpackungsmaschinen zu verwenden, um unterschiedliche Schachteltypen zu packen, wobei jede Maschine beträchtliche Stellfläche beansprucht und sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb teuer ist.
In Verpackungsmaschinen, die zum Aufrichten von Schachteln benötigt werden, die innere Fächer zum Halten einer gegebenen Anzahl von Gegenständen umfassen, ist die Aufrichtung dieser Schachteln üblicherweise komplex und gibt oft die Geschwindigkeit der Maschine vor. In FR-2 286 708, Lincrusta, ist eine Maschine mit Ausstanzungsrollen zum Verriegeln von Laschen in einem Zuschnitt gezeigt. Was benötigt wird, ist eine Verpackungsmaschine, welche Fächer in einer Schachtel mit einer minimalen Anzahl von Faltoperationen aufrichten kann.
Ein weiteres Problem tritt auf, wenn die Gegenstände in die Fächer geladen werden und insbesondere dort, wo diese Fächer in einer beabstandeten Anordnung vorliegen. Es ist bekannt, einen Gegenstandsdosiermechanismus bereitzustellen, der eine Gruppe von Gegenständen kontinuierlich in Schachteln, z. B. Schachteln des Umwickeltyps, die in Getränkemehrfachpacks verwendet werden, lädt. Allerdings ist für einige Formen von Gegenstandsgruppierungen dort, wo die Schachtelfächer in einer beabstandeten Beziehung vorliegen, eine Anpassung nötig. Beispielsweise ist in der US-PS 5 454 211 , Ziegler, ein Verfahren zum teilweisen Aufrichten von mit einer Gruppe von Gegenständen in unterschiedliche Aufnahmezellen zu beladenden Schachteln gezeigt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verpackungsmaschine bereitzustellen, welche die technischen und kommerziellen Nachteile bekannter Verpackungsmaschinen überwindet.
In Schachteln, in denen ein Anzeigeabschnitt bereitgestellt wird, ist es oft wünschenswert, dass die Anzeigevermerke durch den Anzeigeabschnitt hindurch zu sehen sind. Die Mehrzahl der bekannten Verpackungsmaschinen ist nicht in der Lage, die Anzeigevermerke an einem Gegenstand, z. B. ein Etikett, auszurichten, so dass es angezeigt werden kann. Eine begrenzte Anzahl von Verpackungsmaschinen enthält eine Einrichtung, um die Behälter auszurichten. Diese Einrichtung, z. B. die Verwendung von Vermessungsmotoren oder optischen Fasern und einem aufgedruckten farbigen Punkt auf dem Etikett, um (i) einen geeigneten Bezugspunkt zu kennzeichnen und (ii) den Bezugspunkt an der richtigen Stelle auszurichten, ist jedoch üblicherweise komplex oder sehr teuer.
Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zum Einbau in eine Verpackungsmaschine bereitzustellen, der in der Lage ist, Behälter, z. B. Batterien, unter Verwendung einer Einrichtung auszurichten, die relativ preiswert und einfach ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Verpackungsmaschine zum Laden einer Vielzahl von Gegenständen in eine Schachtel umfasst, wobei der Mechanismus Schachtel-Aufrichtungsmittel zum teilweisen Aufrichten der Schachtel umfasst, um eine erste Gegenstandsaufnahmezelle zu definieren, Mittel zum Auswählen einer Gruppe von Gegenständen, die wenigstens zwei Gegenstände umfasst, Mittel zum Trennen der gruppierten Gegenstände von einer angrenzenden ähnlichen Gruppe von Gegenständen, Mittel zum Laden der gruppierten Gegenstände in die erste Gegenstandsaufnahmezelle durch ein offenes Ende davon in der gepackten Schachtel sowie eine Einrichtung zum Vervollständigen der Aufrichtung der Schachtel. Die Schachtel-Aufrichtungsmittel umfassen komplementäre Stempelelemente, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Schachtelzuschnitt zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren. Vorzugsweise können die Schachtel-Aufrichtungsmittel eine Vorrichtung umfassen, die eine Veränderung in der Konfiguration der Schachtel aus einer nicht betriebsberei ten Konfiguration bewirkt, in welcher die erste Gegenstandsaufnahmezelle ausgebildet wird, um die gruppierten Gegenstände aufzunehmen.
Gemäß einem optionalen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung umfasst eines der komplementären Elemente einen vorstehenden Abschnitt, der sich von einer Ausgangsfläche des komplementären Elements erstreckt, wobei das andere komplementäre Element einen ausgesparten Abschnitt umfasst, der angepasst ist, um den vorstehenden Abschnitt aufzunehmen, wobei der Zuschnitt auf das aufnehmende Element gelegt wird und der vorstehende Abschnitt einen Teil des Zuschnitts in den aufnehmenden Abschnitt zwingt.
Gemäß einem anderen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung umfassen die Auswahlmittel eine Vielzahl von Kanälen, die auf einer Endloskette angebracht sind, wobei die Kanäle gruppiert sind, um der Anzahl der in die erste Gegenstandsaufnahmezelle einzubringenden Gegenstände zu entsprechen, und wobei die Kanäle angepasst sind, um jeden Gegenstand mit der ersten Gegenstandsaufnahmezelle im Wesentlichen auszurichten.
Gemäß einem anderen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung umfasst die Schachtel eine zweite Gegenstandsaufnahmezelle, die durch die Schachtel-Aufrichtungsmittel in einer beabstandeten Beziehung zu der ersten Gegenstandsaufnahmezelle ausgebildet wird, wobei die gruppierten Kanäle wenigstens zwei Kanäle in im Wesentlichen paralleler Beziehung zueinander umfassen, wobei die wenigstens zwei Kanäle angepasst sind, um in eine Vielzahl von Untergruppen auseinander zu laufen, wobei jede Untergruppe beabstandet ist, um einen in jeder Untergruppe gehaltenen Gegenstand mit einer der Gegenstandsaufnahmezellen auszurichten.
Optional kann die Verpackungsmaschine dieses Aspekts der Erfindung ferner eine Fördereinrichtung umfassen, die Mittel einschließt, um die Gegenstände zu fördern, sowie Mittel, um den Fluss der Gegenstände zu regulieren, um zu ermöglichen, dass die Gegenstände mit jeder Schachtel ausgerichtet werden.
Gemäß einem optionalen Merkmal dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung umfassen die Mittel zum Vervollständigen der Aufrichtung der Schachtel eine Führung, um eine oder mehrere Wandflächen in einen aufgerichteten Zustand zu falten.
Gemäß einem optionalen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung ist ferner ein Mechanismus umfasst, um zu bewirken, dass ein an einem Gegenstand angebrachtes Etikett in eine vorgegebene Anzeigeposition gebracht wird, wobei der Gegenstand einen Abschnitt ein schließt, der von dem Gegenstand in einer festen Position relativ zu dem Etikett nach außen vorsteht, wobei der Mechanismus Haltemittel umfasst, die angepasst sind, um einen Gegenstand zu halten, Ausrichtungsmittel, die angepasst sind, um zu bewirken, dass sich der Gegenstand in den Haltemitteln dreht, bis die vorstehende Position durch in den Haltemitteln ausgebildete Widerlagermittel zurückgehalten wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Laden einer Vielzahl von Gegenständen in eine Schachtel bereit, während die Gegenstände und die Schachtel in einer synchronisierten Weise und in einer kontinuierlichen Vorwärtsrichtung bewegt werden. Dieses umfasst die folgenden Schritte:

i) Übertragen des Schachtelzuschnitts aus einer verstauten Position und Aufrichten des Zuschnitts, um die Schachtel auszubilden;
ii) Auswählen einer von in die Schachtel zu ladenden Gruppe von Gegenständen;
iii) synchrones Zuordnen einer aus dem Zuschnitt ausgebildeten Gegenstandsaufnahmezelle zu einer gegebenen Anzahl der gruppierten Gegenstände durch eine Seitwärtsbewegung der Gegenstände;
iv) Übertragen der Schachtel und Laden der gruppierten Gegenstände in die Schachtel durch ein offenes Ende davon. Der Zuschnitt wird durch Aufrichtungsmittel aufgerichtet, die komplementäre Stempelelemente umfassen, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Zuschnitt zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren.

Ein dritter Aspekt der Erfindung stellt einen Mechanismus zum Ausbilden einer Schachtel bereit, der ein Paar von Gegenstandsaufnahmezellen einschließt, die komplementäre Stempelelemente umfassen, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Zuschnitt zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren.
Gemäß einem optionalen Merkmal des dritten Aspekts der Erfindung kann eines der komplementären Elemente einen vorstehenden Abschnitt umfassen, der sich von einer Ausgangsfläche des komplementären Elements erstreckt, wobei das andere komplementäre Element einen ausgesparten Abschnitt umfasst, der angepasst ist, um den vorstehenden Abschnitt aufzunehmen, wobei der Zuschnitt auf das aufnehmende Element gelegt wird und der vorstehende Abschnitt einen Teil des Zuschnitts in den aufnehmenden Abschnitt zwingt.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Auswahl von Schachteln des "Blisterpackungs"-Typs ist, die mit einer Maschine gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung gepackt werden;
2 eine Draufsicht eines Einheitszuschnitts ist, der verwendet wird, um einen Typ von Schachtel aufzurichten, der in der Lage ist, mit einer erfindungsgemäßen Maschine verwendet zu werden;
3 eine perspektivische Ansicht der aus dem in 2 gezeigten Zuschnitt ausgebildeten Schachtel ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Maschine gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung ist;
5a und 5b perspektivische Ansichten der Schachtelvorschub- und Aufrichtstationen der in 4 gezeigten Maschine sind;
6 eine perspektivische Ansicht der Schachtelfördereinrichtung und Ladestation der in 4 gezeigten Maschine ist;
7 ein Beispiel eines durch die Maschine gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu verpackenden Gegenstands darstellt; und
8a und 8b einen Mechanismus gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung zum Ausrichten der an einem Gegenstand angebrachten Etiketten darstellen.
Die erfindungsgemäße Maschine ist in der Lage, Schachteln zu beladen, die Fächer zum Halten einer gegebenen Anzahl von Gegenständen in jedem Fach umfassen. Eine Auswahl von Schachteln (CA1 bis CA6), die geeignet sind, um durch eine solche Maschine gepackt zu werden, ist in 1 dargestellt.
2 zeigt ein Beispiel eines Zuschnitts zum Ausbilden einer durch eine Verpackungsmaschine nach einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung aufzurichtenden und zu beladenden Schachtel, die aus Pappe oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform liegt ein Einheitszuschnitt 10 vor, der einer Reihe von Wandflächen umfasst, die eine mit der nächsten gelenkig verbunden sind. Folglich ist die Stützwandfläche 12 mit der Deckenwandfläche 14 entlang der Faltlinie 30 gelenkig verbunden. Die Deckenwandfläche 14 ist mit der Seitenwandfläche 16 durch die Faltlinie 32 verbunden. Die Seitenwandfläche 16 ist mit der Basiswandfläche 18 entlang der Faltlinie 34 faltbar verbunden und die Basiswandfläche 18 ist mit der zweiten Stützwandfläche 20 entlang der Faltlinie 36 gelenkig verbunden. In einem aufgerichteten Zustand sind die Stützwandflächen 12, 20 mittels Klebstoff oder anderen geeigneten bekannten Mitteln in einer flächenberührenden Beziehung miteinander verbunden.
Ferner ist eine Endwandfläche 22 umfasst, die entlang einer ersten Kante mit der Seitenwandfläche 16 entlang der Faltlinie 38 gelenkig verbunden ist, und die Klebeklappe 24 ist durch die Faltlinie 40 mit der gegenüberliegenden Kante der Endwandfläche 22 gelenkig verbunden. Ebenso ist die Endwandfläche 26 mit der Seitenwandfläche 16 entlang der Faltlinie 42 gelenkig verbunden und die Klebeklappe 28 ist mit der gegenüberliegenden Seite der Endwandfläche 26 entlang der Faltlinie 44 gelenkig verbunden.
In einem aufgerichteten Zustand sind die Deckenwandfläche 14, die Seitenwandfläche 16, die Basiswandfläche 18 und ein Abschnitt der Stützwandfläche 20 aus der Ausrichtung und in eine winkelige Beziehung gefaltet, um eine in 3 gezeigte Präsentierschachtel auszubilden. Insbesondere wird die Stützwandfläche 20 in flächenberührende Beziehung mit der vorderen Stützwandfläche 12 gefaltet, was zur Ausbildung einer röhrenförmigen Struktur durch die Deckenwandfläche 14, die vordere Wandfläche 16, die Basiswandfläche 18 und die hintere Stützwandfläche 20 führt. Die Endwandflächen 22, 26 stellen Verriegelungen für die Pappschachtel bereit, die durch die Klebeklappen 24, 28 in Position gehalten werden, die durch eine Klebeverbindung oder andere geeignete Mittel an der Stützwandfläche 20 befestigt werden, um die Schachtel in einem aufgerichteten Zustand zu halten. Vorzugsweise stellt die Seitenwandfläche 16 eine Anzeigefläche für die Verpackung bereit, während die Stützwandfläche 20 eine Rückwand bereitstellt.
In dieser Ausführungsform beinhaltet die Schachtel zwei Sicherungszellen oder Anzeigefenster C1, C2, die aus den Trennabschnitten 96, 98 wie in 3 dargestellt errichtet sind. In anderen Ausführungsformen kann ein Anzeigefenster umfasst sein, wie z. B. in der in 1 gezeigten Schachtel CA5. In der Ausführungsform in 2 ist der Trennabschnitt 96 aus der Seitenwandfläche 16 und der Endwandfläche 22 entlang gegenüberliegender Stanzlinien 50, 52 ausgestanzt. Der Trennabschnitt 96 ist mit der Klebeklappe 24 entlang der Faltlinie 40 und mit der Seitenwandfläche 16 entlang der Faltlinie 35 gelenkig verbunden. Wenn die Schachtel in einem aufgerichteten Zustand vorliegt, definiert dieser Trennabschnitt eine einzelne Zelle C1. Ebenso ist der Trennabschnitt 98 aus der Seitenwandfläche 16 und der Endwandfläche 22 entlang gegenüberliegender Stanzlinien 50, 52 ausgestanzt. Der Trennabschnitt 98 ist mit der Klebeklappe 24 entlang der Faltlinie 40 und entlang ihrer gegenüberliegenden Kante mit der Seitenwandfläche 16 entlang der Faltlinie 37 gelenkig verbunden. Wenn die Schachtel in einem aufgerichteten Zustand vorliegt, definiert dieser Trennabschnitt eine einzelne, in 3 gezeigte Zelle C2.
Es wird beabsichtigt, dass die Schachtel abhängig von der Größe und/oder Menge der zu verpackenden Gegenstände variieren kann und dementsprechend eine Maschine gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung in vielerlei Hinsicht einstellbar ist, so dass diese eine breite Vielzahl solcher Schachteln verarbeiten kann und nicht auf das spezifische, vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt ist.
In 4 der Zeichnungen ist eine Maschine 50 zum Verarbeiten von Schachteln 52 des vorstehend beschriebenen Typs gezeigt. Das Stromaufwärtsende der Maschine schließt ein Magazin 54 oder ein geeignetes Speichermittel ein, in welchem eine Vielzahl von Schachteln 52 in flachem, zusammengeklappten Zustand für die Verarbeitung bereit gehalten wird. Wie in den 4 und 5 gezeigt, werden die Schachteln aus dem Magazin 54 durch geeignete Aufgebermittel, z. B. einen Vakuumdrehaufgeber 56, nacheinander entnommen. In dieser Ausführungsform umfasst der Vakuumaufgeber 56 vier Paare von Saugnäpfen 58, die jeweils durch eine Antriebsstange 62 mit einer Antriebswelle 60 verbunden sind. Eine Antriebseinrichtung 64, z. B. ein Servomotor, dreht die Antriebsweile 60. Eine Nockenschiene und eine Nockenstange (nicht gezeigt) können bereitgestellt werden, um einen gleichförmigen Weg für die Saugnäpfe zu definieren, während die Antriebswelle 60 gedreht wird.
Das Magazin 54 ist in dieser Ausführungsform vom Typ der "Schwerkraftzuführung", wodurch die Schachtelzuschnitte 52 im Magazin in einer Neigung gehalten werden, um eine positive Zufuhr bereitzustellen. Folglich wird, wie in 5 gezeigt, eine Schachtel 52 in einem flachen, zusammengeklappten Zustand aus dem Magazin 54 entnommen und wird durch den Drehaufgeber 56 zu dem Vorschubende der Maschine 54 gedreht. Der Zuschnitt wird auf eine geeignete Fördereinrichtung, z. B. ein Paar von Endlosseitennasenketten 66, 68 gelegt und wird durch geeignete Haltemittel, z. B. Führungs- und Nachlaufnasen 70, 72, die auf den Endlosketten 66 bzw. 68 angebracht sind, stromabwärts gefördert. Die Nasensätze 70, 72 fördern den Schachtelzuschnitt stromabwärts zu der im Allgemeinen bei 74 gezeigten Aufrichtstation.
In der in 5 gezeigten Aufrichtstation 74 sind Schachtel-Aufrichtungsmittel umfasst, um den Schachtelzuschnitt teilweise aufzurichten, um wenigstens eine Zelle zu definieren. In dieser Ausführungsform werden die Schachtel-Aufrichtungsmittel durch ein Paar von Drehradeinheiten 76, 78 bereitgestellt, die vorzugsweise oberhalb und unterhalb des Schachtelzuschnitts positioniert sind. Natürlich ist die Position der Einheiten nicht auf ihre in den Zeichnungen gezeigte Position beschränkt. Die Drehräder 76, 78 könne durch bekannte Antriebsmittel angetrieben werden, z. B. einem Servomotor. In dieser Ausführungsform umfasst jede Drehradeinheit 76, 78 ein Paar von Stempelelementen 80, 82, 84, 86, die in gegenüberliegenden Positionen an jedem Drehrad mittels einer durch die Antriebseinrichtung angetriebenen Antriebswelle 88, 90 angebracht sind. In einigen Ausführungsformen ist eine Nockenschiene und eine Nocke vorhanden, um die Stempelelemente durch einen vorgegebenen Weg wie nachstehend beschrieben zu bewegen. In anderen Ausführungsformen können die Drehräder 76, 78 mehr als zwei Stempelelemente umfassen, wenn die Herstellungsanforderungen oder die Verpackungsgeschwindigkeit vorschreiben, dass eine solche Modifikation vorzuziehen ist.
Die Stempelelemente 80, 82 der oberen Räder 76 sind in dieser Ausführungsform in ihrem Aufbau identisch. Daher wird nachstehend lediglich eines der Elemente 80 detaillierter beschrieben. Wie in den 5a und 5b dargestellt, umfasst das obere Drehrad 76 das (erhabene) Stempelelement 80, dass aus einem im Wesentlichen rechteckigen Block 92 ausgebildet ist, der an dem Drehrad 76 angebracht ist. Ein vorstehender Abschnitt 94 erstreckt sich von der unteren Fläche 100 des erhabenen Blocks nach unten. In dieser Ausführungsform ist der vorstehende Abschnitt so geformt, dass er der Breite "W" zwischen angrenzenden, in 3 gezeigten Faltlinien 35, 37 entspricht, und der verbleibende Abschnitt der unteren Fläche 100 (nur in einer Profilansicht sichtbar) ist so geformt, dass er den die Gegenstandsaufnahmezellen C1, C2 definierenden Trennabschnitten 96, 98 entspricht.
Ebenso umfasst das untere Drehrad 78 die korrespondierenden (aufnehmenden) Stempelelemente 84, 86, die jeweils aus einem im Wesentlichen rechteckigen Block 102 ausgebildet und an dem Drehrad 78 durch eine Welle (nicht gezeigt) angebracht sind. Die obere Fläche des aufnehmenden Blocks umfasst einen ausgesparten Abschnitt 106 (nicht optimal sichtbar), der so geformt ist, dass er den korrespondierenden vorstehenden Abschnitt 94 aus der unteren Fläche 100 des erhabenen Blocks 92 aufnimmt. Es ist aus den 5a und 5b ersichtlich, dass die untere Fläche derart dimensioniert ist, dass sie der Form der die innere Struktur der Zelle ausbildenden Wandflächen entspricht. Folglich entspricht in dieser Ausführungsform die untere Fläche jeder Seite des ausgesparten Abschnitts den in 3 gezeigten Abmessungen L1 und L2.
Die Aufrichtung der Schachtel durch die Schachtel-Aufrichtungsmittel wird nachstehend detaillierter beschrieben. Während der Schachtelzuschnitt 52 durch die Endlosketten 60, 68 vorwärts bewegt wird, kommt die untere Fläche des Schachtelzuschnitts 52 mit dem (aufnehmenden) Stempelelement 84 oder 86 in Kontakt. Der auf dem oberen Drehrad 76 angebrachte Block 92 wird in Übereinstimmung mit dem unteren Block 102 gedreht, um mit der oberen Fläche des Schachtelzuschnitts 52 in Kontakt zu kommen. Die Fördereinrichtung 66, 68 und die oberen und unteren Drehräder werden durch geeignete Steuermittel gesteuert, um die Position des Zuschnitts zu koordinieren und dessen Geschwindigkeit durch die Aufrichtstation zu steuern, um sicherzustellen, dass der Zuschnitt in Bezug auf die Stempelelemente richtig ausgerichtet wird. Die Positionen und Geschwindigkeiten der Vorrichtungen können manuell eingestellt werden oder ein spezielles vorgeschriebenes Programm kann zur Steuerung der Verpackungsmaschine in den Zentralprozessor geladen werden. Der obere und der untere Block 92, 102 drehen sich weiter und die Nockenschiene- und Nockenanordnung in den Drehrädern 76, 72 bewirkt, dass sich die Blöcke zueinander hin bewegen und ineinander greifen, wodurch der vorstehende Abschnitt 94 in dem korrespondierenden ausgesparten Abschnitt 106 aufgenommen wird. Jene Abschnitte 96, 98 der Seitenwandfläche 16, welche die Trennstruktur ausbilden, werden dadurch in eine Aufwärtsrichtung geschoben und um die Faltlinien 35, 37 gefaltet, um ein Paar von Anzeigefenstern oder Zellen C1, C2 wie in den 5a und 5b gezeigt aufzurichten. In dieser Ausführungsform bewirkt das Falten der Trennwandflächen 96, 98, dass die Endwandflächen 22, 26 automatisch um die Faltlinien 38 bzw. 42 und in eine im Wesentlichen senkrechte Beziehung mit der Seitenwandfläche 16 gefaltet werden. Der obere und der untere Block 92, 102 werden dann getrennt, um den Schachtelzuschnitt 52 freizugeben, während sich dieser durch die Führungs- und Nachlaufnasen 70, 72 auf den Endlosketten 66, 68 zu der Ladestation 150 vorwärts bewegt. Es wird beabsichtigt, dass de Aufrichtstation 74 und der Vorgang des "Ausstanzens" der Schachtel in eine teilweise aufgerichtete Form ein kontinuierlicher Vorgang ist, so dass die Schachtel in einer kontinuierlichen Vorwärtsrichtung bewegt wird, während die Schachtelaufrichtungsoperation durchgeführt wird.
Für den Fall, dass ein alternativer Typ von Blisterpackung verpackt werden soll, werden die Blöcke 92, 102 mit den Drehradeinheiten durch eine geeignete abnehmbare Befestigungseinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, z. B. einen Schnellauslösemechanismus, so dass die Blöcke mit einem zweiten Paar von unterschiedlich konfigurierten Blöcken ausgetauscht werden können, die verwendet werden können, um einen zweiten Schachteltyp teilweise aufzurichten.
Nachdem die Schachteln teilweise aufgerichtet worden sind, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren, werden diese nacheinander zu der in den 4 und 6 gezeigten Ladestation 150 übertragen, durch welche sich die Schachteln durch das Paar von Seitennasenkettensätzen 66, 68 stromabwärts bewegen.
An der Ladestation 150 werden die Gegenstände (A), z. B. Batterien, der Maschine 50 durch eine Vorschubfördereinrichtung 152 zugeführt. Der Liniendruck der Batterien wird durch geeignete Steuermittel, z. B. ein Vorschubsternrad 154, wie bekannt gesteuert. Danach können die Gegenstände von der Vorschubfördereinrichtung 152 zu einer Gegenstandsgruppierungseinrichtung, z. B. einer in 6 gezeigten Fördereinrichtung 156, übertragen werden. In dieser Ausführungsform trennt die Gegenstandsgruppierungsfördereinrichtung 156 die Gegenstände in Gruppen der gewünschten Anzahl für jede Schachtel, und zwar mittels einer Reihe von Kanälen 158, die an einer Endloskette 160 angebracht sind. Die Gegenstände (A) werden dann durch geeignete Mittel in die Vielzahl von Gegenstandsaufnahmezellen C1, C2 (z. B. zwei) der Schachtel übertragen.
Nie in 6 gezeigt, sind die Kanäle 158 in Gruppierungen angeordnet, wodurch jede Gruppierung 162 einer gegebenen Anzahl von, z. B. vier, in die Schachtel zu ladenden Gegenständen entspricht. Geeignete Führungsmittel (nicht gezeigt), z. B. eine Führungsschiene oder eine statische Führung, werden verwendet, um die Gegenstände in die entsprechenden Zellen C1, C2 zu schieben, und die Gruppierungsfördereinrichtung 156 wird durch geeignete Steuermittel derart gesteuert, dass sich die Endlosketten 160, 165 in Übereinstimmung bewegen, so dass der Fluss von Gegenständen (A) in den Schachtelzuschnitt 52 in der gleichen Geschwindigkeit wie der Schachtelzuschnittsfluss eingeführt werden kann.
In der Klasse von Ausführungsformen, die Schachteln mit mehr als einer Gegenstandsaufnahmezelle einschließen, sind die Kanäle 158 angepasst, um in Untergruppierungen 164 auseinander zu laufen, wodurch jede Untergruppe 164 beabstandet ist, um (einen) in jeder Untergruppe (164) gehaltene(n) Gegenstand oder Gegenstände (A) mit einer der Gegenstandsaufnahmezellen C1, C2 auszurichten. Wie in 6 gezeigt, ist jede Untergruppierung so geformt, dass sie Kanäle 158 bereitstellt, die im Wesentlichen parallel zu den korrespondierenden Gegenstandsaufnahmezellen C1, C2 sind, um einen fluchtenden parallelen Zugang zu den vorstehenden Zellen bereitzustellen.
Optional kann die Maschine eine in 8 gezeigte Vorrichtung 200 einschließen, um zu bewirken, dass ein an einem Gegenstand (A) angebrachtes Etikett 202 in eine vorgegebene Anzeigeposition gebracht wird. Vorzugsweise schließen die zu verpackenden Gegenstände einen Abschnitt 204 ein, der von dem Gegenstand in einer feststehenden Position relativ zu dem Etikett nach außen vorsteht. Wie in 7 gezeigt, wird der vorstehende Abschnitt 204 durch die Seitenkanten 206, 208 des Etiketts 202 ausgebildet, die in einer überlappenden Beziehung angebracht sind. Während die Gegenstände vorwärts bewegt werden, werden diese in Haltemittel 210 eingeführt, die angepasst sind, um die Gegenstände (A) zu halten. Wie in 8a gezeigt, umfassen die Haltemittel 210 eine Gruppe von Kanälen (oder Haltekämme) 212, die angepasst sind, um einen Teil eines Gegenstands aufzunehmen. In dieser Ausführungsform umfasst jeder Kanal eine Stützfläche 214, die im Wesentlichen der Form und Konfiguration der äußeren Fläche des Gegenstands (A) entspricht. Natürlich können unterschiedliche Kanalprofile verwendet werden, z. B. ein quadratischer Schnitt, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Angrenzend an jeden Kanal 212 sind Widerlagermittel 216 umfasst, die angepasst sind, um den vorstehenden Abschnitt 204 des Gegenstands zurückzuhalten. In dieser Ausführungsform sind die Widerlagermittel 216 durch eine Fläche 218 bereitgestellt, welche die angrenzenden Kanäle 212 verbindet, die als voreingestellter/s Anschlag oder Hindernis verwendet wird, wie dies in 8b gezeigt ist.
In 8a wird jeder Kanal 204 durch geeignete Führungsmittel mit einem Gegenstand beladen und die gruppierten Gegenstände werden nacheinander zu den Ausrichtungsmitteln 220 vorwärts bewegt, die angepasst sind, um zu bewirken, dass sich die Gegenstände in den Haltemitteln 210 drehen. Die Ausrichtungsmittel 220, die in 8b detaillierter dargestellt sind, umfassen ein längliches Element 222, das in einer feststehenden Position relativ zu den Kanälen 212 gehalten wird. Das längliche (oder statische) Element 222 kann einen Streifen umfassen, der eine wirksame Oberfläche 226 einschließt. Alternativ kann das längliche Element 222 einen flexiblen Riemen (nicht gezeigt) umfassen, der in einer feststehenden Position gehalten oder in eine Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der in
8b gezeigten Richtung "Z" getrieben wird. Die wirksame Oberfläche 226 schließt vorzugsweise eine Schicht eines Reibung induzierenden Materials 228, z. B. Gummi oder andere geeignete Plastikwerkstoffe, ein. Der Streifen ist über eine federnde Einrichtung 230, z. B. einen Federmechanismus, mit einem Stützrahmen (nicht gezeigt) verbunden. Vorzugsweise sollte die Länge des Streifens 224 gleich dem oder größer als der Umfang des gedrehten Gegenstands (A) sein, um sicherzustellen, dass jeder Gegenstand um bis zu 360 Grad gedreht werden kann.
Wie in 8b gezeigt, werden die Gegenstände in den Kanälen 214 in die Richtung "Z" bewegt und in Kontakt mit den Ausrichtungsmitteln 220 gebracht. Das längliche Element 222 kommt mit dem oberen Abschnitt des Gegenstands in Kontakt und durch die Ausrichtungsmittel 220 wird, da dieses relativ zu den Gegenständen und Kanälen 214 ortsfest ist, eine tangentiale Kraft auf die Gegenstände ausgeübt, die jene sich drehen lässt. Die Kanäle 214 bewegen sich weiter vorwärts und die Gegenstände (A) drehen sich weiter, bis die Führungskante des vorstehenden Abschnitts 204 in anstoßende Beziehung mit den Widerlagermitteln 216 kommt. Folglich wird der Gegenstand in die richtige Position gebracht und kann dann in die Schachteln geladen werden.
Sobald der Gegenstand (A) in seine richtige Position gebracht worden ist, übt der erhöhte Widerstand des Gegenstands, wenn dieser aufhört, sich zu drehen, eine nach oben gerichtete Kraft auf den Streifen 224 aus. Die federnde Einrichtung 230 wird verwendet, um die auf den Gegenstand (A) durch die Ausrichtungsmittel 220 ausgeübten tangentialen Kräfte zu reduzieren, wodurch das längliche Element 222 um geringe Beträge in einer vertikalen Ebene "Y" bewegt werden kann, um die Möglichkeit, dass ein Schachteletikett 202 zerrissen oder beschädigt wird, zu verhindern oder wenigstens auf ein Mindestmaß zu beschränken.
Es wird beabsichtigt, dass die Gegenstandsausrichtungsvorrichtung in eine vorstehend beschriebene Maschine, z. B. an dem Stromaufwärtsende der Gruppierungsfördereinrichtung eingebaut werden kann.
An der in 6 gezeigten Ladestation 150 werden die Gruppen von Gegenständen oder Untergruppierungen von einer Seite in die Schachtel eingeführt, während die Schachtel und die Gegenstandsgruppe übereinstimmend vorwärts bewegt werden. Die seitliche Bewegung der Schachtel in die Ladestation wird durch ein Paar von Führungen 159, 161 gesteuert, die angrenzend an die Endwandflächen 22, 26 jeder Schachtel positioniert sind. Es wird beabsichtigt, dass in anderen Ausführungsformen ein Druckgurt die feststehenden Führungen ersetzen könnte oder dass ggf. diese speziell angebrachten Endlosketten- und Nasensätze verwendet werden könnten.
Um die Schachteln zu beladen, werden diese Wandflächen des Zuschnitts zwischen den Zellen und Gegenständen durch geeignete Führungsmittel nach unten gefaltet, um der Gruppierungsvorrichtung zu erlauben, in Juxtaposition zu den Zellen zu liegen. In dieser Ausführungsform werden die Stützwandfläche 12 und die Deckenwandfläche um die Faltlinie 32 in eine im Wesentlichen senkrechte Beziehung zu der vorderen Wandfläche 16 wie in 6 gezeigt gefaltet. Sobald die Schachteln mit Gegenständen beladen worden sind, werden diese durch eine Fördereinrichtung 163 und/oder einen Druckgurt zu einem weiteren Satz von Endlosketten 165 mit Seitennasen übertragen, die verwendet werden, um die Schachtel zu dem in 4 gezeigten Ausfuhrende der Maschine zu übertragen. Während dieser Phase wird die zweite Stützwandfläche 20 durch Führungsmittel, z. B. eine feststehende Führung (nicht gezeigt), nach oben und um die Gegenstände gefaltet und die Stützwandfläche 12 wird zurück nach oben gefaltet, so dass die Deckenwandfläche 14 gefaltet wird, um an die Ladeenden der Zellen C1, C2 anzustoßen. Die Endwandflächen 22, 26 werden durch geeignete Faltmittel, z. B. ein Faltrad 167 um die Faltlinien 38, 42 gefaltet, um die Gegenstandsaufnahmezellen C1, C2 zu umschließen, und die Klebeklappen 24, 28 werden mit den Trennwandflächen 96 bzw. 98 mittels Klebstoff oder anderer bekannter Mittel verbunden. Die Stützwandfläche 12 wird dann in flächenberührende Beziehung mit der Wandfläche 20 gefaltet und jene werden mittels geeigneter Befestigungsmittel, z. B. Klebstoff oder anderer bekannter Mittel, aneinander befestigt. Danach können die Druckgurte 169 an die Schachtel angelegt werden, um die Stützwandflächen 12, 20 fest in Position zu sichern und den Ausbildungsvorgang zu vervollständigen.
Es wird beabsichtigt, dass die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung und insbesondere die Schachtel-Aufrichtungsmittel, die Gegenstandsauswahl- und Gruppierungsmittel, die Gegenstandstrenn- und Lademittel und die Etikett-Ausrichtungsmittel in eine Vielzahl anderer Verpackungsmaschinen eingebaut werden können, Alternativ können diese Vorrichtungen als einzelne Module vertrieben werden, um an neue Einrichtungen oder an bestehende. Einrichtungen auf einer Nachrüstbasis angepasst zu werden.
Es können weitere Modifikationen gemacht werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können alternative Sensoren und alternative Mittel zum Positionieren jedes Gegenstands der beweglichen Gegenstände verwendet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen beansprucht ist, zu verfassen. Überdies liegt es auf der Hand, dass, wenn auch die hier beschriebene bevor zugte Ausführungsform das Laden von Batterien in Schachteln betrifft, die Erfindung nicht auf Schachteln für Batterien beschränkt ist. Die Erfindung kann mit den Maschinen zum Verpacken von Dosen, Pappe-"Ziegeln" ("bricks"), Flaschen und anderen Behältern in Schachteln verwendet werden. Ferner ist die Erfindung in der Lage, Schachteln zu verarbeiten, die zahlreiche Konfigurationen von Gegenstandsgruppen umfassen, die einen Bereich von Schachtelgrößen und -formen abdecken, z. B. zwei, vier, sechs oder acht Gegenstände, ohne dass unnötige Zeit beim Einstellen des Mechanismus zugebracht wird.

Claims

Verpackungsmaschine zum Laden einer Vielzahl von Gegenständen (A) in eine Schachtel (52), wobei der Mechanismus Schachtel-Aufrichtungsmittel zum teilweisen Aufrichten der Schachtel umfasst, um eine erste Gegenstandsaufnahmezelle (C1) zu definieren, Mittel zum Auswählen einer Gruppe von Gegenständen, die wenigstens zwei Gegenstände umfasst, Mittel zum Trennen der gruppierten Gegenstände von einer angrenzenden ähnlichen Gruppe von Gegenständen, Mittel zum Laden der gruppierten Gegenstände in die erste Gegenstandsaufnahmezelle durch ein offenes Ende davon in der gepackten Schachtel sowie eine Einrichtung zum Vervollständigen der Aufrichtung der Schachtel, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtel-Aufrichtungsmittel komplementäre Stempelelemente (80, 82, 84, 86) umfassen, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad (76, 78) angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Schachtelzuschnitt (10) zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, in welcher die Schachtel-Aufrichtungsmittei eine Vorrichtung umfassen, die eine Veränderung in der Konfiguration der Schachtel aus einer nicht betriebsbereiten Konfiguration bewirkt, in welcher die erste Geaenstandsaufnahmezelle (C1) ausgebildet wird, um die gruppierten Gegenstände aufzunehmen.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, in welcher eines der komplementären Elemente einen vorstehenden Abschnitt (94) umfasst, der sich von einer Ausgangsfläche des komplementären Elements erstreckt, und in welcher das andere komplementäre Element einen ausgesparten Abschnitt (106) umfasst, der angepasst ist, um den vorstehenden Abschnitt aufzunehmen, und in welcher der Zuschnitt auf das aufnehmende Element gelegt wird und der vorstehende Abschnitt einen Teil des Zuschnitts in den aufnehmenden Abschnitt zwingt.
Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher die Auswahlmittel eine Vielzahl von Kanälen (158) umfassen, die auf einer Endloskette (160) angebracht sind, wobei die Kanäle gruppiert sind, um der Anzahl der in die erste Gegenstandsaufnahmezelle (C1) einzubringenden Gegenstände (A) zu entsprechen, und in welcher die Kanäle angepasst sind, um jeden Gegenstand mit der ersten Gegenstandsaufnahmezelle im Wesentlichen auszurichten.
Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, in welcher die Schachtel eine zweite Gegenstandsaufnahmezelle (C2) umfasst, die durch die Schachtel-Aufrichtungsmittel in einer beabstandeten Beziehung zu der ersten Gegenstandsaufnahmezelle (C1) ausgebildet ist, wobei die gruppierten Kanäle (162) wenigstens zwei Kanäle in im Wesentlichen paralleler Beziehung zueinander umfassen, wobei die wenigstens zwei Kanäle angepasst sind, um in eine Vielzahl von Untergruppen (164) auseinander zu laufen, wobei jede Untergruppe beabstandet ist, um einen in jeder Untergruppe gehaltenen Gegenstand mit einer der Gegenstandsaufnahmezellen auszurichten.
Verpackungsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Fördereinrichtung (152) umfasst, die Mittel einschließt, um die Gegenstände zu fördern, sowie Mittel, um den Fluss der Gegenstände zu regulieren, um zu ermöglichen, dass die Gegenstände mit jeder Schachtel ausgerichtet werden.
Verpackungsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Mittel zum Vervollständigen der Aufrichtung der Schachtel eine Führung umfassen, um eine oder mehrere Wandflächen in einen aufgerichteten Zustand zu falten.
Verpackungsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher ferner ein Mechanismus umfasst ist, um zu bewirken, dass ein an einem Gegenstand (A) angebrachtes Etikett (202) in eine vorgegebene Anzeigeposition gebracht wird, wobei der Gegenstand einen Abschnitt (204) einschließt, der von dem Gegenstand in einer festen Position relativ zu dem Etikett nach außen vorsteht, wobei der Mechanismus Haltemittel (210) umfasst, die angepasst sind, um einen Gegenstand zu halten, Ausrichtungsmittel, die angepasst sind, um zu bewirken, dass sich der Gegenstand in den Haltemitteln (210) dreht, bis die vorstehende Position durch in den Haltemitteln ausgebildete Widerlagermittel (216) zurückgehalten wird.
Verfahren zum Laden einer Vielzahl von Gegenständen in eine Schachtel, während die Gegenstände und die Schachtel in einer synchronisierten Weise und in einer kontinuierlichen Vorwärtsrichtung bewegt werden, umfassend die folgenden Schritte: i) Übertragen des Schachtelzuschnitts (10) aus einer verstauten Position und Aufrichten des Zuschnitts, um die Schachtel auszubilden; ii) Auswählen einer von in die Schachtel zu ladenden Gruppe von Gegenständen; iii) synchrones Zuordnen einer aus dem Zuschnitt ausgebildeten Gegenstandsaufnahmezelle (C1, C2) zu einer gegebenen Anzahl der gruppierten Gegenstände durch eine Seitwärtsbewegung der Gegenstände; iv) Übertragen der Schachtel und Laden der gruppierten Gegenstände in die Schachtel durch ein offenes Ende davon, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschnitt durch Aufrichtungsmittel aufgerichtet wird, die komplementäre Stempelelemente (80, 82, 84, 86) umfassen, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad (76, 78) angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Zuschnitt zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren.
Mechanismus zum Ausbilden einer Schachtel, der ein Paar von Gegenstandsaufnahmezellen einschließt, die komplementäre Stempelelemente (80, 82, 84, 86) umfassen, wobei jedes Stempelelement an einem Drehrad (76, 78) angebracht ist, wobei jedes komplementäre Stempelelement angepasst ist, um ineinander zu greifen, wenn ein Zuschnitt zwischen den zwei Elementen positioniert ist, derart, dass die Stempelelemente bewirken, dass der Zuschnitt gefaltet wird, um die Gegenstandsaufnahmezellen zu definieren.
Mechanismus nach Anspruch 10, in welchem eines der komplementären Elemente einen vorstehenden Abschnitt (94) umfasst, der sich von einer Ausgangsfläche des komplementären Elements erstreckt, und in welchem das andere komplementäre Element einen ausgesparten Abschnitt (106) umfasst, der angepasst ist, um den vorstehenden Abschnitt aufzunehmen, und in welchem der Zuschnitt auf das aufnehmende Element gelegt wird und der vorstehende Abschnitt einen Teil des Zuschnitts in den aufnehmenden Abschnitt zwingt.