DE9306842U1 - Einrichtung zum Befüllen von Behältern mit Gegenständen - Google Patents

Description

DlPL.-ING. JOACHIM RICHTER DIPL.-ING. HANNES GERBAULET DIPL.-ING. FRANZ WERDERMANN

-1986

NEUER WALL 10
2OOO HAMBURG 36 Φ (0 40)3400 45/34 00 56 TELEX 2163551 INTU D
TELEFAX (O 40) 35 2415

KURFÜRSTENDAMM 1OOO BERLIN ® (O 30) 8 82 74 TELEFAX (0 3O) 8 82 32 IN BÜROGEMEINSCHAFT MIT

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F.93265-III-2115 IV/Li

HAMBURG 05.05.1993

Anmelder:

FTH Fördertechnik Hamburg GmbH Tornescher Weg 5-7 D-2082 üetersen

Titel

Einrichtung zum Befüllen von Behältern mit Gegenständen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befüllen von Behältern mit Gegenständen.

Für den Transport von verschiedensten Gegenständen, insbesondere im Lebensmittel- und Drogeriewarenbereich werden bisher fast ausschließlich Kartonagen verwandt, die ggf. über Kunststoffbänder oder Kunststoffolie verschlossen werden.

Die Verwendung derartiger Verpackungen ist jedoch unter mehreren Gesichtspunkten nachteilhaft.

- Der Verschluß ist mitunter nur recht zeitraubend zu
öffnen, da die Kartonagen nur unter Zuhilfenahme
eines Messers zu öffnen sind.

- Der Abfall muß anschließend entsprechend zerkleinert und gefaltet werden, um ihn bis zur Abholung platzsparend aufbewahren zu können.

- Die Abfallkartonagen sind oftmals mit Kunststoffen
verklebt, so daß Probleme beim Recycling auftreten.

- Es entsteht eine große Menge Abfall, der entsorgt
werden muß.

Zur Vermeidung dieser Probleme wurde eine Mehrwegverpackung aus Kunststoff entwickelt, die eingehend in der DE-OS 41 15 893 beschrieben ist.

Diese Mehrwegverpackung besteht in der einfachsten Form aus drei Teilen. Der Boden entspricht dabei dem Deckel. Der Wechsel der Funktionen dieses Teils erfolgt durch eine Drehung im Raum um 180°. Die Seitenwände werden durch eine Art Wandrahmen gebildet, der sich flach zusammenklappen läßt.

Eine derartige Verpackung ist, ohne daß sie durch Kunststoffumreifungen zusammengehalten wird, außerordentlich labil. Diese Verpackung läßt sich mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen und Fördertechniken

nicht handhaben, da die besonderen Merkmale der neuartigen Mehrwegverpackung eine entsprechende Behandlung notwendig machen. Insbesondere die Beladung bzw. Befüllung derartiger Behälter mit Gegenständen ist problematisch, da aufgrund der Labilität des Behälters bis zum Abschluß des Verpackungsvorganges dieser nicht mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen gehandhabt werden kann, da die dort auftretenden Beschleunigungen und Verzögerungen zu einem Auseinanderfallen des Behälters sowohl im unbeladenen als auch im beladenen Zustand führen würden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Befüllen von Behältern mit Gegenständen zu schaffen, bei der große Beschleunigungen und Verzögerungen des Behälters vor und nach der Befüllung mit Gegenständen bis zur Umreifung vermieden werden, wobei gleichzeitig trotzdem der hohe Durchsatz der bisherigen Befüllungseinrichtungen erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der Kerngedanke ist bei dieser Einrichtung, daß in einem Maschinengestell ein zentrales Transportband zwischen entsprechenden Umlaufrollen umlaufend angeordnet wird, dessen oberer Fördertrum sich in Transportrichtung bewegt, wobei das zentrale Transportband mittels einer geeigneten Antriebseinrichtung kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit antreibbar ist. Die Geschwindigkeit des zentralen Transportbandes wird dabei gerade so gewählt, daß beim Aufsetzen der noch labilen Behälter, die beim Aufsetzen aus einem platten-

artigen Bauteil als Boden und einem oder mehreren daraufgesetzten Rahmenteilen als Seitenwände bestehen, der diese Behälterteile durch die notwendige Beschleunigung nicht auseinanderfallen und der Teilbehälter ohne Probleme transport werden kann. Dieser auf dem Fördertrum transportierte Teilbehälter wird hinsichtlich seiner Geschwindigkeit erfaßt, indem die momentane Bandgeschwindigkeit des zentralen Transportbandes bzw. die Drehgeschwindigkeit einer Umlaufrolle erfaßt und diese umgerechnet wird, und zwar über eine entsprechende Geschwindigkeitserfassungseinrichtung, wobei Voraussetzung ist, daß die Geschwindigkeit des zentralen Transportbandes und des zu befüllenden Behälters identisch sind. Dies ist gewährleistet, indem eine entsprechende Materialwahl für das Transportband getroffen wird und die Behälter auf ihrer Unterseite entsprechende Greifprofile aufweisen, die einen Schlupf sicher vermeiden. Weiterhin ist vorgesehen, daß an dem Transportband eine Wegerfassungseinrichtung zur Erfassung der Position jedes Behälters auf dem Band angeordnet ist. Hierbei wird mittels der Wegerfassungseinrichtung mindestens ein Relationspunkt oder eine Relationslinie eines jeden auf dem Fördertrum herangeführten und an der Erfassungseinrichtung vorbeigeführten Behälters erfaßt, beispielsweise indem die Vorderkante als Relationslinie genutzt wird und deren Durchlaufen der entsprechenden Bezugslinie der Erfassungseinrichtung ausgewertet wird, so daß ein entsprechendes Steuersignal einer Steuervorrichtung zugeführt werden kann. Da die Steuervorrichtung über die Geschwindigkeit des Transportbandes und über das Wegsignal des Behälters praktisch als Ausgangspunkt jeden weiteren Ort des Behälters während des Durchlaufs durch die Einreichung

errechnen kann, ist die Möglichkeit gegeben, eine zielgenaue Befüllung des Behälters durchzuführen, ohne den Behälter zum Befüllen anzuhalten.

Hierzu ist vorgesehen, daß eine Transporteinrichtung mit einer Gegenstandshalterung entsprechend gesteuert wird, bei der die Gegenstandshalterung, die ein Saugkopf, ein Greifkopf, ein Magnetkopf od.dgl. sein kann, mittels einer entsprechenden Antriebseinrichtung horizontal und vertikal verfahrbar ist. Mit dieser Transporteinrichtung werden die in den jeweiligen Behälter einzubringenden Gegenstände, beispielsweise Produkte wie Warenpackungen, Flaschen, Dosen od.dgl. aufgenommen und in den Bereich der Transportbahn oberhalb des zu befüllenden Behälters transportiert. Dann erfolgt über die Steuereinrichtung eine völlige Synchronisation der Bewegung der Transporteinrichtung in der mit der Transportrichtung des Fördertrums übereinstimmenden Horizontalbewegung der Transporteinrichtung, und zwar derart, daß sich die Gegenstandshalterung, d.h. also beispielsweise der Saug- oder Greifkopf genau oberhalb des zu befüllenden Behälters befindet. Sowohl die Transporteinrichtung als auch der Behälter werden dabei gleichzeitig mit gleicher Geschwindigkeit in der Transportrichtung des Fördertrums gefahren. Während dieser synchronisierten Bewegung erfolgt gleichzeitig ein Absenken der Gegenstandshalterung in Vertikalrichtung, so daß dann die Gegenstände entweder in den Behälter eingesetzt werden oder in diesen fallengelassen werden können, wobei die Fallhöhe natürlich von der Art und der Festigkeit der Gegenstände abhängt.

Wenn dann der jeweils zu befüllende Behälter mit den Gegenständen befüllt ist, wird der Behälter unverändert weiterbewegt, während sich die Transporteinrichtung in eine Ausgangsstellung zurückbewegt bzw. neue Gegenstände aufnimmt, die dann bei einem entsprechenden Befüllungsvorgang in den nächsten Behälter eingesetzt werden. Sofern ein hoher Durchsatz von zu befüllenden Behältern erreicht werden soll, ist es problemlos möglich, mehrere Transporteinrichtungen hintereinander anzuordnen, die dann von der Steuerung entsprechend so angesteuert werden, daß beispielsweise bei drei Transporteinrichtungen jede Transporteinrichtung jeweils den entsprechenden, dritten Behälter befüllt.

Wesentlich ist bei der Ausgestaltung der Einrichtung, daß die Behälter auf dem zentralen Transportband in keiner Weise verzögert oder beschleunigt werden.

Vorteilhafterweise werden die befüllten Behälter dann einer Einrichtung zum Aufsetzen eines Deckels auf den Behälter zugeführt, wonach sich dann der Umreifungs- und Etikettiervorogang anschließt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Geschwindigkeitserfassungeinrichtung einen mit einer der Umlenkrollen verbundenen Inkrementalgeber aufweist, so daß eine äußerst genaue Erfassung der Geschwindigkeit möglich ist.

Als Weg- oder Ortserfassungseinrichtung zur Feststellung, wo sich ein Behälter befindet bzw. wann er an einem bestimmten Punkt durch die Beförderung durch das Transportband vorbeiläuft, ist mindestens eine Lichtschranke vorgesehen.

Vorteilhafterweise ist oberhalb des Transportbandes die Produktzuführbahn vorgesehen. Diese besteht aus einem Förderband oder einer Rollenbahn, bei der im Endbereich zur ausgerichteten Lagerung der für die Befüllung vorgesehenen Gegenstände eine Sammelfläche vorgesehen ist, auf die Gegenstände mit einer geeigneten, geordneten Formation hinaufgeschoben werden, so daß sie von der Transporteinrichtung bzw. der Gegenstandshalterung problemlos ergriffen werden können. Vorteilhafterweise ist vor dem Endbereich ein sog. Drängeltisch angeordnet, bei dem es sich um eine sicher konisch verengende Förderbahn handelt, die dazu führt, daß sich beispielsweise päckchenförmige oder zylinderförmige Produkte automatisch ausrichten und in einer geeigneten Formation dem Endbereich zugeführt werden können.

Um sicherzustellen, daß die Behälter bzw. Teilbehälter, die vom Transportband befördert werden, immer in gleicher Weise fluchtend mit den Transportbandrändern ausgerichtet sind, ist vorgesehen, daß am Transportband mindestens eine Richtrolle, Richtschiene, Richtleiste od.dgl. angeordnet ist, die dem Teilbehälter ausrichtet, wenn er an dieser vom Transportband befördert vorbeigleitet. Diese Maßnahme erweist schon schon deshalb als hilfreich, weil gerade bei einer einfachen Übergabeeinrichtung für die Teilbehälter auf das Transband deren fluchtende Ausrichtung nicht immer sichergestellt ist und auch möglicherweise durch die Anfangsbeschleunigung eine leichte Lageveränderung eintreten kann. Vorteilhafterweise können auch mehrere Richteinrichtungen entlang des zentralen Transportbandes vorgesehen werden, um an jeder Stelle eine geeignete Ausrichtung sicherzustellen.

Ebenso ist es möglich, an mehreren Stellen des Transportbandes Wegerfassungseinrichtungen vorzusehen, um beispielsweise bei der Ausrichtung aufgetretene Lageveränderungen eines Behälters auf dem Transportband festzustellen und so über die Steuereinrichtung einen entsprechenden Abgleich durchführen zu können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die die Einrichtung in rein schematischer Darstellung in einer Seitenansicht zeigt.

In der Zeichnung sind nur die wesentlichsten Elemente der Einrichtung 400 zum Befüllen von Behältern 10 mit Gegenständen G dargestellt. Das wesentlichste Element der Einrichtung besteht in dem zentralen Transportband 30, das in einem Maschinenrahmen 40 um Umlenkrollen 32, von denen nur eine Umlenkrolle angedeutet ist, so umläuft, daß der Fördertrum 31 die Behälter bzw. Teilbehälter 10 in einer Transportrichtung T befördert. Der rücklaufende Trum ist der Rückführtrum 31 a.
Das zentrale Transportband wird vermittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebseinrichtung kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, wobei die Geschwindigkeit so gewählt ist, daß die als labile Teilbehälter von einer nicht dargestellten Übergabeeinrichtung auf das Transportband 30 aufgebrachten Behälter 10 beim Aufbringen bzw. Aufsetzen keiner zu großen Beschleunigung ausgesetzt sind, so daß ein Auseinanderfallen der Behälterteile sicher

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vermieden wird. Die Geschwindigkeit des Fördertrums 31 bzw. die Drehgeschwindigkeit Omega 1 der Umlenkrolle 32 wird von einer Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 33 erfaßt und über nicht dargestellte Leitungsverbindungen der Steuervorrichtung 37 zugeführt. Am Maschinenrahmen 40 ist im Bereich des zentralen Transportbandes mindestens eine Wegerfassungseinrichtung 34 angeordnet, die beispielsweise als Lichtschranke 35 ausgebildet sein kann und die ein Steuersignal erzeugt, wenn als Relationspunkt oder Relationslinie 36 die Vorderkante des Behälters die Lichtschranke 35 auslöst. Das entsprechende Steuersignal wird ebenfalls über nicht dargestellte Leitungsverbindungen der Steuervorrichtung 37 zugeführt. Oberhalb des zentralen Transportbandes 30 und in einem die Beförderung von Behältern 10 ermöglichenden Abstand zum Transportband 30 ist eine Gegenstands- oder Produktzuführbahn 38 angeordnet, die in ihrem Endbereich 39 einen Sammelplatz für die dann bereits geordneten Gegenstände aufweist. Vor dem Sammelplatz 39 ist ein sog. Drängeltisch 41 vorgesehen, der eine in der Zeichnung nicht dargestellte etwa konisch zulaufende Verengung darstellt und die auf der Produkt zuführ bahn 38 zugeführten Gegenstände so ausrichtet und ordnet, daß diese in einer geeigneten Formation auf den Sammelplatz 39 aufgeschoben werden.

In Transportrichtung T hinter der Produktzuführbahn 38 ist eine Transporteinrichtung 70 angeordnet, die eine Gegenstandshalterung 71 in Form eines Saug- oder Greifkopf es aufweist. Die Gegenstandshalterung 71 ist dabei sowohl vertikal als auch über die Transporteinrichtung 70 horizontal in X-Richtung und Y-Richtung verfahrbar,

so daß ein Aufnehmen von Gegenständen vom Sammelplatz 39 und ein Absetzen der Gegenstände in den Behältern 10 möglich ist.

Um eine genaue Ausrichtung der Behälter 10 zu gewährleisten, ist im Bereich des Transportbandes 30 mindestens eine Richtleiste 42 angeordnet, an der jeder herangeführte Behälter 10 vorbeigeführt wird und gleitend ausgerichtet wird, so daß seine Seitenbereich zur Transportrichtung T parallel sind bzw. seine Vorderseite im rechten Winkel hierzu steht.

Die Arbeitsweise der Einrichtung 400 ist dabei wie folgt:

Die vom Transportband 30 herangeführten und aus einem Boden 11 und gegebenenfalls einem Rahmen 12 bestehenden Behälter 10 (es kann auch nur der Boden 11 allein als
Behälter verwendet werden) werden an der Richtleiste vorbeigeführt, so daß sie anschließend fluchtend zur Transportrichtung T ausgerichtet sind. Diese passieren dann die Lichtschranke 35 mit ihrer Vorderkante als
Relationslinie 36, wodurch ein Steuersignal an die
Steuervorrichtung 37 abgegeben wird, daß der jeweils zu betrachtende Behälter 10 die Position XO auf dem
Transportband 30 passiert hat. Aufgrund der Geschwindigkeitssteuerung des Transportbandes wird der Behälter 10 mit der kontinuierlichen Geschwindigkeit VX weitertransportiert, so daß die Steuervorrichtung zeitlich
genau errechnen kann, wann der Behälter 10 den Punkt Xl auf dem Transportband durchläuft, an dem der eigentliche Befüllungsvorgang beginnen soll. Wenn der Behälter 10 mit seiner Relationslinie 36 den Punkt Xl durchläuft, ist die Transporteinrichtung 70, die vorher - wie in

ii

der Zeichnung gestrichelt angedeutet - entsprechende Gegenstände aufgenommen hat, bereits in die in der Zeichnung dargestellte Position verfahren worden und weist die gleiche Horizontalgeschwindigkeit VX auf, so daß sich die Gegenstandshalterung 71 und der Behälter 10 in gleicher Weise bewegen. Es kann nunmehr das Absenken der Gegenstandshalterung 71 um den Betrag YH erfolgen, so daß die Gegenstände in den Behälter 10 eingesetzt werden und bei der Position X2 der Befüllungsvorgang abgeschlossen ist. Während der Behälter dann kontinuierlich weiterbefördert wird, wird die
Transporteinrichtung 70 wieder in ihre Ausgangsposition verfahren, in der sie weitere Gegenstände G aufnehmen kann.

Claims (7)

Ansprüche;

1. Einrichtung (400) zum Befüllen von Behältern (10) mit Gegenständen (G) ,
dadurch gekennzeichnet,

daß in einem Maschinengestell (40) ein zentrales Transportband (30) zwischen Umlenkrollen (32) mit einem oberen Fördertrum (31) und einem unteren Rückführtrum (31a) umlaufend angeordnet ist, das bei Betrieb der Einrichtung (400) mittels einer Antriebseinrichtung kontinuierlich und mit konstanter Geschwindigkeit antreibbar ist,

daß die momentane Bandgeschwindigkeit des zentralen Transportbandes (30) und/oder die Drehgeschwindigkeit einer Umlenkrolle (33) des Transportbandes (30) über eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) erfaßbar ist,

daß eine Transporteinrichtung (70) mit einer Gegenstandshalterungseinrichtung (71) vorgesehen ist, bei der die Gegenstandshalterungseinrichtung (71) in einer Transportrichtung (T) des Fördertrums (31) mittels einer Antriebseinrichtung horizontal und auch vertikal verfahrbar ist,

daß im Bereich des Transportbandes (30) eine Wegerfassungseinrichtung (34) zur Erfassung mindestens eines Relationspunktes oder einer Relationslinie (36) eines jeden auf dem Fördertrum (31) herangeführten und an der Wegerfassungseinrichtung (34) vorbeigeführten Behälter (10) derart, daß beim Erfassen des Relationspunktes oder der Relationslinie (36) ein Steuersignal erzeugt wird, vorgesehen ist,

daß eine Steuervorrichtung (37) vorgesehen ist, die mit der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) und der Wegerfassungseinrichtung (34) verbunden ist und die Antriebsvorrichtung der Gegenstandshalterungseinrichtung (71) steuert, daß die Gegenstandshalterungseinrichtung (71) mit gleicher Geschwindigkeit wie ein zu beladender, auf dem Fördertrum (31) beförderter Behälter (10) und parallel zu dem Behälter (10) verfahrbar ist, so daß bei einem vertikalen Verfahren der Gegenstandshalterungseinrichtung (71) von dieser gehalterte Gegenstände (G) in den zu beladenden Behälter (10) zielgenau einbringbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (33) einen mit einer Umlenkrolle (32) verbundenen Inkrementalgeber aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wegerfassungseinrichtung (34) mindestens
eine Lichtschranke (35) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Gegenstandshalterungseinrichtung (71) ein Greifkopf, ein Saugkopf, ein schaltbarer Magnetkopf od.dgl. zum Aufnehmen und Haltern von Gegenständen (G) ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Maschinengestell (40) eine Produktzuführbahn (38) mit einem Endbereich zur ausgerichteten Lagerung der Gegenstände (G) für das Aufnehmen durch die Gegenstandshalterungseinrichtung (71), bevorzugterweise oberhalb des Transportbandes (30) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn &zgr; e i chnet,

daß in der Gegenstandsbewegungsrichtung (G) vor dem Sammelplatz (39) ein sog. Drängeltisch (41) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß im Bereich des Transportbandes (30) Richtrollen, Richtschienen, Richtleisten (42) od.dgl. zur fluchtenden Ausrichtung mindestens eines Seitenbereiches jedes Behälters (10) parallel zur Transportrichtung (T) des Fördertrums (31) sind.