EP0167138A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Kartons - Google Patents

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EP0167138A2
EP0167138A2 EP85108101A EP85108101A EP0167138A2 EP 0167138 A2 EP0167138 A2 EP 0167138A2 EP 85108101 A EP85108101 A EP 85108101A EP 85108101 A EP85108101 A EP 85108101A EP 0167138 A2 EP0167138 A2 EP 0167138A2
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EP
European Patent Office
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objects
carton
lifting
box
base
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85108101A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0167138A3 (de
Inventor
Alfons Güldenring
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0167138A2 publication Critical patent/EP0167138A2/de
Publication of EP0167138A3 publication Critical patent/EP0167138A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B39/00—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers
    • B65B39/007—Guides or funnels for introducing articles into containers or wrappers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
    • B65B35/36—Arranging and feeding articles in groups by grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B5/00—Packaging individual articles in containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, jars
    • B65B5/10—Filling containers or receptacles progressively or in stages by introducing successive articles, or layers of articles
    • B65B5/105—Filling containers or receptacles progressively or in stages by introducing successive articles, or layers of articles by grippers

Definitions

  • the invention relates to a method for filling boxes with elongated objects, in particular with rods made of stacked plastic cups.
  • the invention further relates to a device for filling boxes with elongated objects lying parallel to one another, in particular rods of plastic cups stacked one inside the other, between a first conveyor for the transport of empty boxes and a second conveyor for the transport of the filled boxes.
  • Elongated objects such as sticks of cups stacked one inside the other
  • cardboard boxes at the manufacturer of these objects. This is labor and time consuming.
  • the carton When packing bars from stacked plastic cups at the manufacturer and printer of these cups, which are used for packaging food, e.g. To serve yogurt and milk drinks, the carton must be lined with a foil bag so that the beaker sticks can be quickly and easily removed from the carton later.
  • the insertion of the cup rods into cardboard boxes lined with a film bag is particularly difficult because the film bag does not lie flat against the cardboard box, but instead forms folds, air cushions and the like, which hinder the insertion of the cup rods.
  • the invention has for its object to provide a method for filling cardboard boxes with elongated objects, in particular columns stacked plastic cups, by which the cardboard boxes can be filled quickly and trouble-free by a sequence of steps.
  • the method should in particular be able to be adapted to different dimensions of the carton to be filled and the elongated objects, especially the diameter of the cup columns.
  • the device is designed to fill un Allow differently sized boxes with elongated objects of different transverse dimensions (diameter). Further objects and advantages of the invention will become apparent from the description below.
  • the object is achieved in that a) the carton is moved into a base position, b) the carton is raised from the base position by at least the carton height into a lifting position, c) a number corresponding to the inner carton base area Receiving position of objects lying next to one another in parallel is detected by holding forces acting on one another at their ends, d) moving the detected objects from the receiving position into a lifting position above the box, e) lowering these objects from their lifting position into a release position in the box and releasing the holding forces, f) repeating the sequence of steps c) to e) until the carton is completely filled, either lowering the carton after each sequence of steps c) to e) by the thickness of the objects or the release position of the objects in each sequence of steps c) to e) by this Thickness increases, and g) lowers the filled box into its base position and au s this comes out.
  • the carton for example driven into the base position by a conveyor chain and lifted from there into the lifting position, is filled with the objects in layers by the step sequences c) -e).
  • step c) the number of objects corresponding to a layer is recorded, which e.g. were promoted to the receiving position on a conveyor.
  • the sequence of process steps is triggered by limit switches, optical signal transmitters, etc., so that manual control is not required.
  • the carton is centered when it is lifted into the lifting position. This ensures that the raised carton is oriented exactly at an angle to the row of objects lying next to one another in parallel, so that it hits the carton opening exactly when it is lowered.
  • the carton is lined with a foil bag before moving into the base position and the foil bag is placed against the carton walls when the objects are lowered into the release position. This avoids that the lowering of the objects in the carton is hindered by the arbitrary position of the film bag, folds, air cushions.
  • the objects are grasped in their receiving position by separate elastic holding forces.
  • Objects with limited length differences which can be caused by manufacturing tolerances, temperature differences or, in the case of cups stacked one inside the other, by a different number of cups in the rod, are held securely in this way.
  • the detected objects are lifted vertically from the receiving position into a first lifting position, then shifted horizontally into a second lifting position above the box and lowered into the box from the second lifting position.
  • the objects are expediently lowered into a release position in which they are at a distance of 5 to 60 mm from the bottom of the box or from the uppermost layer of the objects already in the box.
  • a lifting table between a base position on the level of this conveyor and a lifting position lying at least one carton height above it is vertical is arranged displaceably and a gripping device which is horizontally and vertically displaceable above the lifting position of the lifting table has a carrier, on one side of which a row of individually movable gripping jaws projecting below the plane of its base and on its opposite side at least one projecting below the plane of the carrier base, to the row of gripping jaws substantially parallel counter jaw is attached.
  • the empty carton is driven onto the lifting table by the first conveyor, in particular a conveyor chain.
  • the lifting table with the carton can be moved vertically into an upper lifting position and then gradually lowered by distances corresponding to the thickness or height of a layer of the objects or cup columns.
  • the gripping device With the gripping device, the objects or cup columns lying one on the other in one plane can be picked up and transferred into the carton, a complete layer being inserted into the carton in each case. Due to the separate mobility of the gripping jaws, objects with limited length tolerances can be safely picked up.
  • a centering frame with four separate walls is attached at least one carton height above the base position of the lifting table, which is pivotally mounted in its upper region about horizontal axes and is held in positions inclined in the lowering direction to the frame axis.
  • the open carton standing on the lifting table, into which a film bag may be inserted, is pushed onto the centering frame, especially its four frame walls, during the stroke.
  • the carton walls come to rest against the upwardly divergent frame walls when the angular or horizontal position of the carton is offset from the centering frame.
  • the box may be centered when it is lifted into the lifting position, ie brought into a position so that the gripping device can be lowered into the box without hitting its wall.
  • the gripping device comes into contact with the inclined frame walls when lowered into the box and causes the frame walls to pivot towards the box wall due to the lowering, as a result of which the film bag is attached to the box wall is placed and the formation of film folds between the individual layers in the carton is avoided.
  • the frame walls are preferably held in the inclined positions by elastic means.
  • the elastic means can be, for example, two helical compression springs per wall, which absorb the moment of the inclined walls caused by gravity.
  • the forces exerted by the elastic means on the walls and thus also the inclinations of the walls are expediently adjustable by means of adjusting screws.
  • the frame walls can be pivoted about their horizontal axes by means of compressed air-actuated piston / cylinder units.
  • the swiveling out of the walls for the purpose of the film sack resting against the cardboard wall is not effected directly by the gripping device or the objects gripped by it, but by the controlled piston / cylinder units.
  • Each wall preferably consists of two overlapping wall parts which are pivotable about the same axis and horizontally displaceable relative to one another.
  • the dimension of the centering frame can be changed and adapted to the format of the carton to be filled.
  • One wall part is expediently guided in the other double-walled wall part.
  • the support frame, on which the four frame walls are pivotally mounted, is designed to be extendable or adjustable in a similar manner.
  • the gripping device for vertical displaceability is connected to a vertically operating pneumatic piston / cylinder unit, which in turn can be moved horizontally for horizontal displaceability by a pneumatic piston / cylinder unit.
  • the gripping jaws can preferably be moved by compressed air-actuated piston / cylinder unit (s) with interposed elastic means. Due to the preferably single-acting piston / cylinder unit (s), the gripping jaws are moved into contact with the objects to be held.
  • the elastic means are the holding forces acting on the objects determined. Objects with small differences in length are held securely without undesirably large pressing forces acting on them.
  • the intermediate elastic means can be a coil spring, which is at least partially housed in the piston / cylinder unit.
  • the gripping jaws are expediently articulated on the carrier and are designed, for example, in the form of a two-armed lever, one arm of which protrudes below the carrier and comes into engagement with the object to be held, and the other arm of which is connected to the piston / cylinder unit.
  • the counter jaw is preferably connected to at least one pneumatic piston / cylinder unit and its distance from the row of gripping jaws can be changed by the piston / cylinder unit.
  • the adjustable counter jaw allows adjustment to objects of different lengths.
  • the carrier of the gripping device can be a plate-shaped body which is detachably attached to the base plate of the vertically operating piston / cylinder unit of the gripping device.
  • the carrier is designed as a frame adjustable in length and width. In this case, only the frame has to be adjusted to adapt to the cardboard format.
  • the boxes 1, which are laid out with a film bag 2 are cyclically driven onto a lifting table 5 with an electric motor-driven conveyor chain 4.
  • the foil bag 2 folded outwards around the edge of the carton 1 is prevented by an elastic band 3 folded outside from slipping inward, for example when the carton is being filled.
  • the lifting table 5 can be moved by means of chain belts 6 driven by an electric motor between the base position shown in FIG. 1 and a lifting position, not shown, in which the raised carton assumes the dot-dash position.
  • the lifting table 5 is described in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • centering frame 7 which is essentially formed from four inclined walls. This frame has a dual function: it should align the box 1 towards the end of its stroke on the table 5 at an angle to the gripping device 9 and furthermore through its pivotable walls the foil bag 2 when inserting the objects into the box lay against the cardboard wall. Further details of the centering frame 7 are described below with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the crossbar 8 b of the machine frame 8 carries a pneumatically actuated gripping device 9, which is described in more detail below with reference to FIGS. 7 to 9.
  • the gripping means 9 can be prepared by a vertically operating pneumatic piston / cylinder unit 10 and lowered, wherein the vertical guide is through the columns 10 a supplied to the pairs of rollers 11a of the roller mill. 11
  • the piston / cylinder unit 10 with the gripping means 9 is further moved horizontally by the horizontal working piston / cylinder unit 12, the guide by the roller pairs 11 b on the guide column 12 a takes place.
  • the bars 13 to be packed into one another are conveyed by an electromotive driven conveyor belt 14 so far under the gripping device 9 that the full gripping width of the bar bars 13 can be received.
  • the conveyor belt 14 carries cross bars 14 a , on which the cup rods 13 rest, and conveys the cup rods from the station in which the cups are printed and stacked, in the system according to the invention.
  • a short drive-less roller conveyor 15 is arranged below the chain conveyor belt 14 approximately at the level of the base position of the lifting table 5.
  • the carton 1 filled with beaker bars 13 is lowered again into the base position with the lifting table 5, the carton is pushed so far by the conveyor chain 4 which is switched on again that it continues to roll on the roller conveyor 15 up to the stop 16 due to its own weight and its kinetic energy.
  • a strip 18 is displaceable transversely to the roller conveyor 15 by a pneumatic piston / cylinder unit 17 below the roller conveyor 15. Through them, the full carton can be pushed into the right position, shown in dot-dash lines in FIG. 2, from which it is transported away on the chain 4 by a conveyor chain 19 driven by the same electromotive drive as the chain 4, in synchronism with the transport of the empty cartons.
  • the lifting table 5 consists of a table plate 5 a with somewhat angled side plates 5 b for guiding the cardboard lid 1 a which has tipped outwards.
  • Two pairs of rollers 5 c are provided on both sides of the lifting table, through which the table 5 is guided vertically on the guide columns 21.
  • a geared electric motor 22 drives the vertical chain belts 6, on which the rolling mechanisms with the rollers 5 c are attached.
  • the table plate 5 a has a recess 5 d running in the conveying direction of the chain 4. As a result, the drivers of the chain 4 can move into the lifting table 5 and push the filled box 1 onto the roller conveyor 15.
  • the centering frame 7 consists essentially of a support frame formed from square tube, which consists of four angular frame parts 7 a and 7 b .
  • the frame parts 7 b are displaceable with their legs in the legs of the frame parts 7 a , so that the holding frame can be varied in length and width.
  • frame walls 7 c , 7 d are attached by hinges 7 f about horizontal axes 7 9 pivotable inside.
  • the four frame walls each consist of two wall parts 7 c and 7 d .
  • the wall parts 7 c are double-walled, and the single-walled wall parts 7 d are guided in the double-walled wall parts 7 c , so that the pivotable frame walls as well as the holding frame 7 a , 7 b can be varied in the horizontal dimension.
  • the walls 7 c , 7 d are held in a position inclined in the downward direction towards the frame axis 7 i by helical compression springs 7 h arranged in the holding frame 7 a , 7 b .
  • the inclination of the frame walls 7 c , 7 d can be adjusted by adjusting screws 7 k .
  • the gripping device 9 consists of an approximately rectangular, plate-shaped carrier 9 a with, in this embodiment, four gripping jaws 9 on one side of the carrier and a counter jaw 9 c on the opposite side of the carrier.
  • the Gripping jaws 9 are pivotably mounted as double-armed levers on the edge of the carrier 9, one arm of the gripping jaws being pivotable below the bottom surface 9 e of the carrier 9 a , while the other arm of the gripping jaws with the piston rod of the pistons articulated on the carrier 9 a / Cylinder unit 9 is articulated.
  • the counter jaw 9 c is horizontally displaceable by two air-operated piston / cylinder units 9, as can be seen from FIGS. 7 and 8.
  • FIGS. 7 and 8 and 7 show the gripping device 9 before or after the gripping of a cup rod 13. It can be seen that the cup rod is compressed somewhat in the process.
  • the spring 9 9 symbolically indicated in FIGS. 7 and 8 in the piston / cylinder units 9 ensures that the cup rod 13 is held only by spring pressure and excessive compression of the rod and damage to the cups caused thereby is avoided.
  • the gripping device 9 is detachably connected to the base plate 23 attached to the guide columns 10 a and the piston rod of the vertically acting piston / cylinder unit 10 by screws, so that a simple exchange for differently sized and / or equipped gripping devices 9 is possible.
  • the function of the device according to the invention is as follows: An empty box 1 is moved onto the lifting table 5, actuates a limit switch (not shown) and is then lifted by the lifting table into the stroke position shown in broken lines (FIG. 1). If a light barrier on the conveyor belt 14 (not shown) signals that there are enough cup rods 13 in the gripping area of the gripping device 9, the latter is lowered into the receiving position. In the receiving position, the gripping device 9 closes, as a result of which the number of beaker bars 13 corresponding to the box cross section is picked up. The gripping device 9 with the detected cup rods 13 then moves up to a limit switch, horizontally over the carton and is then lowered into the carton.
  • the gripping device is vented and then moves back into the starting position shown in Figure 1.
  • the lifting table 5 with the box 1 is lowered by the diameter of the cup rods 13 used.
  • the height of this lowering level as well as the number of levels per box filling can be set on the control panel 20 (FIG. 2).
  • the cycle repeats.
  • the number of cycles can also be set on the control panel 20 in accordance with the carton height and the diameter of the cup rods 13.
  • the filled carton is lowered back into the base position on the lifting table 5, then actuates a further limit switch (not shown), which sets the conveyor chain 4 in motion again, and is thereby pushed forward onto the roller conveyor 15, on which it reaches the Stop 16 rolls.
  • a further limit switch (not shown)
  • the next empty carton is moved onto the lifting table 5 and then raised, so that the starting position for the filling process is reached again.
  • the filled carton is pushed transversely onto the opposite conveyor chain 19 by the device 17, 18.
  • the cycles of the conveyor chain 4 are used to remove the filled carton on the conveyor chain 19 in cycles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Container Filling Or Packaging Operations (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)

Abstract

Das Verfahren zum Befüllen von Kartons mit länglichen Gegenständen, insbesondere mit Säulen ineinandergestapelter Kunststoffbecher, umfaßt eine Folge von Arbeitsschritten, durch welche die Gegenstände schichtweise schnell und störungsfrei in den Karton eingesetzt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung eignet sich besonders für die Befüllung von Kartons, die mit einem Foliensack ausgelegt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Kartons mit länglichen Gegenständen, insbesondere mit Stangen aus ineinandergestapelten Kunststoffbechern. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Befüllung von Kartons mit länglichen, parallel nebeneinander liegenden Gegenständen, insbesondere Stangen ineinander gestapelter Kunststoffbecher, zwischen einem ersten Förderer für den Antransport leerer Kartons und einem zweiten Förderer für den Abtransport der befüllten Kartons.
  • Längliche Gegenstände, wie insbesondere Stangen ineinandergestapelter Becher, werden beim Hersteller dieser Gegenstände noch von Hand in Kartons verpackt. Dies ist arbeits- und zeitaufwendig. Bei der Verpackung von Stangen aus ineinandergestapelten Kunststoffbechern beim Hersteller und Bedrucker dieser Becher, die zur Verpackung von Lebensmitteln, wie z.B. Joghurt und Milchgetränken dienen, muß der Karton mit einem Foliensack ausgelegt werden, so daß die Becherstangen später schnell und mühelos aus dem Karton entnommen werden können. Das Einlegen der Becherstangen in mit Foliensack ausgelegte Kartons ist besonders mühevoll, weil der Foliensack dem Karton nicht glatt anliegt, sondern Falten, Luftpolster und dergl. bildet, die das Einlegen der Becherstangen behindern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen von Kartons mit länglichen Gegenständen, insbesondere Säulen ineinandergestapelter Kunststoffbecher, zu schaffen, durch das die Kartons durch eine Folge von Schritten schnell und störungsfrei befüllt werden können. Das Verfahren soll insbesondere an unterschiedliche Dimensionen des zu befüllenden Kartons und der länglichen Gegenstände, speziell den Durchmesser der Bechersäulen angepaßt werden können. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Befüllung von Kartons mit länglichen, parallel nebeneinander liegenden Gegenständen, insbesondere Stangen ineinandergestapelter Becher zu schaffen, durch die die menschliche Arbeitskraft eingespart werden kann und insbesondere die durch den in den Karton lose eingelegten Foliensack verursachten Behinderungen beim Einlegen der Becherstangen von Hand vermieden werden. Die Vorrichtung soll die Befüllung von unterschiedlich dimensionierten Kartons mit länglichen Gegenständen unterschiedlicher Querdimension (Durchmesser) ermöglichen. Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Bei dem eingangs genannten Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man a) den Karton in eine Basisposition fährt, b) den Karton aus der Basisposition um wenigstens die Kartonhöhe in eine Hubposition anhebt, c) eine der inneren Kartongrundfläche entsprechende Anzahl von in ihrer Aufnahmeposition parallel nebeneinander liegenden Gegenständen durch an ihren Enden angreifende, zueinander gerichtete Haltekräfte erfaßt, d) die erfaßten Gegenstände aus der Aufnahmeposition in eine Hubposition über dem Karton bewegt, e) diese Gegenstände aus ihrer Hubposition in eine Freigabeposition im Karton absenkt und die Haltekräfte aufhebt, f) die Schrittfolge c) bis e) bis zur vollständigen Füllung des Kartons wiederholt und dabei entweder den Karton nach jeder Schrittfolge c) bis e) um die Dicke der Gegenstände absenkt oder die Freigabeposition der Gegenstände bei jeder Schrittfolge c) bis e) um diese Dicke anhebt, und g) den gefüllten Karton in seine Basisposition absenkt und aus dieser herausfährt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der beispielsweise durch eine Förderkette in die Basisposition gefahrene und von dort in die Hubposition gehobene Karton durch die Schrittfolgen c)-e) schichtweise mit den Gegenständen befüllt. Dabei wird im Schritt c) die einer Schicht entsprechende Anzahl der Gegenstände aufgenommen, die in einer Reihe parallel nebeneinanderliegend z.B. auf einem Förderer in die Aufnahmeposition gefördert wurden. Die Aufeinanderfolge der Verfahrensschritte wird durch Endschalter, optische Signalgeber usw. ausgelöst, so daß eine Steuerung von Hand nicht erforderlich ist.
  • Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zentriert man den Karton beim Anheben in die Hubposition. Dadurch wird sichergestellt, daß der angehobene Karton genau winklig zu der Reihe der parallel nebeneinander liegenden Gegenstände orientiert ist, so daß diese beim Absenken genau in die Kartonöffnung trifft. Nach der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Befüllen von Kartons mit Stangen ineinandergestapelter Kunststoffbecher legt man den Karton vor dem Einfahren in die Basisposition mit einem Foliensack aus und legt den Foliensack beim Absenken der Gegenstände in die Freigabeposition an die Kartonwandungen an. So wird vermieden, daß das Absenken der Gegenstände in den Karton durch die willkürliche Lage des Foliensackes, Falten, Luftpolster behindert wird. Insbesondere wird vermieden, daß die zuunterst eingesetzte Reihe der Gegenstände durch einen unregelmäßig verteilten Foliensack ungleichmäßig auf dem Kartonboden aufliegt oder sich Folienfalten zwischen die einzelnen Schichten der Gegenstände legen. Schließlich wird auch vermieden, daß der Foliensack durch das mehrfache Absenken der Lagen der Gegenstände gänzlich in den Karton gezogen wird und nach der vollständigen Befüllung des Kartons nicht mehr greifbar ist.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfaßt man die Gegenstände in ihrer Aufnahmeposition durch separate elastische Haltekräfte. Gegenstände mit begrenzten Längendifferenzen, die durch Fertigungstoleranzen, Temperaturunterschiede oder bei ineinandergestapelten Bechern durch eine unterschiedliche Becherzahl in der Stange bedingt sein können, werden in dieser Weise sicher gehalten.
  • Zweckmäßigerweise hebt man die erfaßten Gegenstände aus der Aufnahmeposition senkrecht in eine erste Hubposition, verschiebt sie dann horizontal in eine zweite Hubposition über dem Karton und senkt sie aus der zweiten Hubposition in den Karton ab. Zweckmäßigerweise senkt man die Gegenstände in eine Freigabeposition ab, in der sie vom Kartonboden bzw. von der obersten Lage der schon im Karton befindlichen Gegenstände einen Abstand in Bereich von 5 bis 60 mm haben.
  • Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem ersten Förderer ein Hubtisch zwischen einer Basisposition auf der Ebene dieses Förderers und einer um wenigstens eine Kartonhöhe darüber liegenden Hubposition vertikal verschieblich angeordnet ist und eine oberhalb der Hubposition des Hubtisches horizontal und vertikal verschiebliche Greifeinrichtung einen Träger aufweist, an dessen einer Seite eine Reihe von unter die Ebene seines Bodens ragenden, einzeln beweglichen Greifbacken und an dessen gegenüberliegender Seite wenigstens eine unter die Ebene des Trägerbodens ragende, zu der Reihe der Greifbacken im wesentlichen parallele Gegenbacke angebracht ist. Der leere Karton wird durch den ersten Förderer, insbesondere eine Förderkette, auf den Hubtisch gefahren. Der Hubtisch mit dem Karton kann in eine obere Hubposition vertikal verschoben und dann stufenweise um Strecken entsprechend Dicke bzw. Höhe einer Lage der Gegenstände bzw. Bechersäulen abgesenkt werden. Mit der Greifeinrichtung können die in einer Ebene aneinanderliegenden Gegenstände bzw. Bechersäulen aufgenommen und in den Karton umgesetzt werden, wobei jeweils eine vollständige Lage in den Karton eingeführt wird. Durch die separate Beweglichkeit der Greifbacken können Gegenstände mit begrenzten Längentoleranzen sicher aufgenommen werden.
  • Nach der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens um eine Kartonhöhe oberhalb der Basisposition des Hubtisches ein Zentierrahmen mit vier getrennten Wandungen angebracht, die in ihrem oberen Bereich um horizontale Achsen schwenkbar gelagert und in in Absenkrichtung zur Rahmenachse geneigten Lagen gehalten sind. Der auf dem Hubtisch stehende, offene Karton, in den ggfs. ein Foliensack eingelegt ist, wird beim Hub auf den Zentrierrahmen, speziell seine vier Rahmenwandungen aufgeschoben. Dabei kommen die Kartonwandungen an den in Aufwärtsrichtung divergenten Rahmenwandungen zur Anlage, wenn dieWinkelstellung oder Horizontalposition des Kartons gegenüber dem Zentrierrahmen versetzt ist. Da der Zentrierrahmen im Gegensatz zum Hubtisch stationär angeordnet ist, wird der Karton mit dem Anheben in die Hubposition ggfs. zugleich zentriert, d.h. in eine Position gebracht, so daß die Greifeinrichtung in den Karton abgesenkt werden kann ohne dabei auf seine Wandung aufzutreffen. Die Greifeinrichtig kommt bei der Absenkung in den Karton mit den geneigten Rahmenwandungen in Berührung und bewirkt durch die Absenkung die Schwenkung der Rahmenwandungen zur Kartonwandung hin, wodurch der Foliensack an die Kartonwandung angelegt wird und die Bildung von Folienfalten zwischen den einzelnen Lagen im Karton vermieden wird. 'Vorzugsweise sind die Rahmenwandungen durch elastische Mittel in den geneigten Lagen gehalten. Die elastischen Mittel können z.B. zwei Schraubendruckfedern je Wandung sein, die das durch die Schwerkraft bedingte Moment der geneigten Wandungen aufnehmen. Zweckmäßigerweise sind die von den elastischen Mitteln auf die Wandungen ausgeübten Kräfte und damit auch die Neigungen der Wandungen mittels Stellschrauben einstellbar.
  • Nach einer anderen Ausführungsform sind die Rahmenwandungen mittels druckluftbetätigter Kolben/Zylinder-Einheiten um ihre horizontalen Achsen schwenkbar. In diesem Fall wird die Ausschwenkung der Wandungen zwecks Anlage des Foliensacks an die Kartonwandung nicht direkt durch die Greifeinrichtung bzw. die von dieser erfaßten Gegenstände bewirkt, sondern durch die gesteuerten Kolben/Zylinder-Einheiten.
  • Vorzugsweise besteht jede Wandung aus zwei sich überdeckenden Wandungsteilen, die um die gleiche Achse schwenkbar und horizontal gegeneinander verschiebbar sind. Hierdurch kann die Dimension des Zentrierrahmens verändert und dem Format des zu befüllenden Kartons angepaßt werden. Zweckmäßigerweise ist dabei das eine Wandungsteil in dem anderen doppelwandig ausgebildeten Wandungsteil geführt. Der Trägerrahmen, an dem die vier Rahmenwandungen schwenkbar gelagert sind, ist in ähnlicher Weise ausziehbar bzw. verstellbar ausgebildet.
  • Ferner ist nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Greifeinrichtung zur Vertikalverschieblichkeit an eine vertikal arbeitende pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit angeschlossen, die ihrerseits zur Horizontalverschieblichkeit durch eine pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit horizontal verfahrbar ist.
  • Vorzugsweise sind die Greifbacken durch druckluftbetätigte Kolben/Zylinder-Einheit(en) mit zwischengeschalteten elastischen Mitteln bewegbar. Durch die vorzugsweise einfachwirkenpe(n) Kolben/Zylinder-Einheit(en) werden die Greifbacken zwar in Anlage an die zu haltenden Gegenstände gefahren. Durch die elastischen Mittel werden die auf die Gegenstände wirkenden Haltekräfte bestimmt. Gegenstände mit geringen Längenunterschieden werden so sicher gehalten, ohne daß auf sie unerwünscht große Presskräfte wirken. Das zwischengeschaltete elastische Mittel kann eine Schraubenfeder sein, die wenigstens teilweise in der Kolben/Zylinder-Einheit untergebracht ist. Zweckmäßigerweise sind die Greifbacken an dem Träger schwenkbar angelenkt und z.B. in Form eines zweiarmigen Hebels ausgebildet, dessen einer Arm unter den Träger ragt und mit dem zu haltenden Gegenstand in Eingriff kommt und dessen anderer Arm mit der Kolben/Zylinder-Einheit verbunden ist.
  • Vorzugsweise ist die Gegenbacke an wenigstens eine pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit angeschlossen und ihr Abstand von der Reihe der Greifbacken durch die Kolben/Zylinder-Einheit veränderbar. Durch die verschiebliche Gegenbacke ist die Anpassung an unterschiedlich lange Gegenstände möglich.
  • Der Träger der Greifeinrichtung kann ein plattenförmiger Körper sein, der an der Basisplatte der vertikal arbeitenden Kolben/ Zylinder-Einheit der Greifeinrichtung lösbar angebracht ist. Diese Ausführung erlaubt durch Auswechselung des plattenförmigen Trägers die Anpassung an unterschiedliche Kartongrößen. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Träger als in Länge und Breite verstellbarer Rahmen ausgebildet. In diesem Falle ist zur Anpassung an das Kartonformat lediglich der Rahmen zu verstellen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
    • Figur 1 eine Seitenansicht der gesamten Vorrichtung zur Kartonbefüllung in schematischer Darstellung;
    • Figur 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Figur 1;
    • Figur 3 den Hubtisch der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab;
    • Figur 4 eine Teildarstellung des Hubtisches nach Figur 3 in der Draufsicht;
    • Figur 5 einen Axialschnitt der Zentriereinrichtung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab;
    • Figur 6 eine Draufsicht der in Figur 5 dargestellten Zentriereinrichtung;
    • Figur 7 eine Seitenansicht der geschlossenen Greifeinrichtung der Vorrichtung nach Figur 1 in vergrößertem Maßstab;
    • Figur 8 die Greifeinrichtung der Figur 7, jedoch in geöffnetem Zustand; und
    • Figur 9 die Greifeinrichtung der Figur 7 in der Draufsicht.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anlage zur Verpackung von Säulen aus ineinandergestapelten Kunststoffbechern in Kartons werden die mit einem Foliensack 2 ausgelegten Kartons 1 mit einer elektromotorisch angetriebenen Förderkette 4 taktweise auf einen Hubtisch 5 gefahren. Der um den Rand des Kartons 1 nach außen umgelegte Foliensack 2 ist durch ein außen umgelegtes Gummiband 3 daran gehindert, etwa beim Befüllen des Kartons nach innen zu rutschen. Der Hubtisch 5 ist durch elektromotorisch angetriebene Kettenbänder 6 zwischen der in Figur 1 dargestellten Basisposition und einer nicht dargestellten Hubposition, in welcher der angehobene Karton die strichpunktierte Lage einnimmt, verschieblich. Der Hubtisch 5 wird weiter unten an Hand der Figuren 3 und 4 näher beschrieben.
  • Oberhalb der Hubposition des Hubtisches 5 befindet sich ein im wesentlichen aus vier geneigten Wandungen gebildeter Zentrierrahmen 7. Dieser Rahmen hat eine doppelte Aufgabe: Es soll den Karton 1 gegen Ende seines Hubes auf dem Tisch 5 winklig zur Greifeinrichtung 9 ausrichten und ferner durch seine schwenkbaren Wandungen beim Einsetzen der Gegenstände in den Karton den Foliensack 2 an die Kartonwandung anlegen. Weitere Einzelheiten des Zentrierrahmens 7 werden weiter unten an Hand der Figuren 5 und 6 beschrieben.
  • Der Querbalken 8b des Maschinengestells 8 trägt eine pneumatisch betätigbare Greifeinrichtung 9, die im einzelnen an Hand der Figuren 7 bis 9 weiter unten näher beschrieben wird. Die Greifeinrichtung 9 kann durch eine vertikal arbeitende pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit 10 gehoben und abgesenkt werden, wobei die Vertikalführung durch die Säulen 10a an den Rollenpaaren 11a des Rollenwerks 11 gegeben ist. Die Kolben/Zylinder-Einheit 10 mit der Greifeinrichtung 9 ist ferner durch die horizontal arbeitende Kolben/Zylinder-Einheit 12 horizontal verfahrbar, wobei die Führung durch die Rollenpaare 11b auf der Führungssäule 12a erfolgt.
  • Die zu verpackenden Stangen 13 ineinandergestapelter Becher werden durch ein elektromotorisch angetriebenes Transportband 14 soweit unter die Greifeinrichtung 9 gefördert, daß diese in ihrer vollen Greifbreite Becherstangen 13 aufnehmen kann. Das Transportband 14 trägt Querstangen 14a, auf denen die Becherstangen 13 aufliegen, und fördert die Becherstangen aus der Station, in der die Becher bedruckt und gestapelt werden, in die erfindungsgemäße Anlage.
  • Unterhalb des Kettentransportbandes 14 ist eine kurze antriebslose Rollenbahn 15 etwa in Höhe der Basisposition des Hubtisches 5 angeordnet. Wenn der mit Becherstangen 13 befüllte Karton 1 mit dem Hubtisch 5 in die Basisposition wieder abgesenkt ist, wird der Karton durch die wieder eingeschaltete Förderkette 4 soweit vorgeschoben, daß er durch sein Eigengewicht und seine Bewegungsenergie auf der Rollenbahn 15 bis zum Anschlag 16 weiterrollt. Durch eine pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit 17 unterhalb der Rollenbahn 15 ist eine Leiste 18 quer zur Rollenbahn 15 verschieblich. Durch sie kann der volle Karton in die rechte, in Figur 2 strichpunktiert dargestellte Position geschoben werden, aus der er durch eine von dem gleichen elektromotorischen Antrieb wie die Kette 4 angetriebene Förderkette 19 taktgleich mit dem Transport der leeren Kartons auf der Kette 4 abtransportiert wird.
  • Nach den Figuren 3 und 4 besteht der Hubtisch 5 aus einem Tischblech 5a mit etwas abgewinkelten Seitenblechen 5b zur Führung der nach außen umgekippten Kartondeckel 1a. Auf beiden Seiten des Hubtisches sind je zwei Rollenpaare 5c vorgesehen, durch die der Tisch 5 auf den Führungssäulen 21 vertikal geführt ist. Ein Getriebeelektromotor 22 treibt die vertikalen Kettenbänder 6 an, an denen die Rollwerke mit den Rollen 5c befestigt sind. Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, hat das Tischblech 5a eine in Förderrichtung der Kette 4 verlaufende Ausnehmung 5d. Dadurch können die Mitnehmer der Kette 4 bis in den Hubtisch 5 hineinfahren und den befüllten Karton 1 auf die Rollenbahn 15 abschieben.
  • Nach den Figuren 5 und 6 besteht der Zentrierrahmen 7 im wesentlichen aus einem aus Vierkantrohr gebildeten Halterahmen, der aus vier winkelförmigen Rahmenteilen 7a und 7b besteht. Die Rahmenteile 7b sind mit ihren Schenkeln in den Schenkeln der Rahmenteile 7a verschieblich, so daß der Halterahmen in Länge und Breite variiert werden kann. An einem Schenkel eines Rahmenteils 7a sind Winkelstücke 7e angesetzt, durch die der Zentrierrahmen an einem Ständer 8a des Gestells 8 angebracht werden kann. An dem Halterahmen 7a,7b sind innen Rahmenwandungen 7c,7d durch Scharniere 7f um horizontale Achsen 79 schwenkbar angebracht. Die vier Rahmenwandungen bestehen jeweils aus zwei Wandungsteilen 7c bzw. 7d. Die Wandungsteile 7c sind doppelwandig ausgebildet, unddieeinfachwandigen Wandungsteile 7d sind in den doppelwandigen Wandungsteilen 7c geführt, so daß auch die schwenkbaren Rahmenwandungen ebenso wie der Halterahmen 7a,7b in der Horizontaldimen- si.on variierbar sind. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, werden die Wandungen 7c,7d durch in den Halterahmen 7a,7b angeordnete Schraubendruckfedern 7h in einer in Abwärtsrichtung zur Rahmenachse 7i hin geneigten Lage gehalten. Die Neigung der Rahmenwandungen 7c,7d ist durch Stellschrauben 7k einstellbar.
  • Die Greifeinrichtung 9 besteht nach den Figuren 7 bis 9 aus einem etwa rechteckigen, plattenförmigen Träger 9a mit bei dieser Ausführungsform vier Greifbacken 9 an der einen Seite des Trägers und einer Gegenbacke 9c an der gegenüberliegenden Seite des Trägers. Die Greifbacken 9 sind als doppelarmige Hebel am Rande des Trägers 9 schwenkbar gelagert, wobei der eine Arm der Greifbacken unter die Bodenfläche 9e des Trägers 9a schwenkbar ist, während der andere Arm der Greifbacken mit der Kolbenstange der auf dem Träger 9a angelenkten Kolben/Zylinder-Einheit 9 gelenkig verbunden ist. Die Gegenbacke 9c ist durch zwei druckluftbetätigte Kolben/Zylinder-Einheiten 9 horizontal verschieblich, wie aus den Figuren 7 und 8 ersichtlich ist. Die Figuren 8 und 7 zeigen die Greifeinrichtung 9 vor bzw. nach dem Erfassen einer Becherstange 13. Es ist ersichtlich, daß die Becherstange dabei etwas komprimiert wird. Durch die in den Figuren 7 und 8 symbolisch angedeutete Feder 99 in den Kolben/Zylinder-Einheiten 9 ist gewährleistet, daß die Becherstange 13 nur durch Federdruck gehalten wird und eine zu starke Kompression der Stange und dadurch verursachte Beschädigung der Becher vermieden wird. Die Greifeinrichtung 9 ist mit der an den Führungssäulen 10a und der Kolbenstange der vertikal wirkenden Kolben/Zylinder-Einheit 10 angebrachten Basisplatte 23 durch Schrauben lösbar verbunden, so daß ein einfacher Austausch gegen anders dimensionierte und/oder bestückte Greifeinrichtungen 9 möglich ist.
  • Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt: Ein leerer Karton 1 wird auf den Hubtisch 5 gefahren, betätigt einen Endschalter (nicht dargestellt) und wird dann durch den Hubtisch in die strichpunktiert dargestellte Hubposition gehoben (Fig. 1). Wenn durch eine Lichtschranke an dem Transportband 14 (nicht dargestellt) signalisiert wird, daß genügend Becherstangen 13 im Greifbereich der Greifeinrichtung 9 liegen, wird diese geöffnet in die Aufnahmeposition abgesenkt. In der Aufnahmeposition schließt sich die Greifeinrichtung 9, wodurch die dem Kartonquerschnitt entsprechende Anzahl von Becherstangen 13 aufgenommen wird. Die Greifeinrichtung 9 mit den erfaßten Becherstangen 13 fährt dann bis an einen Endschalter hoch, horizontal über den Karton und wird dann in den Karton abgesenkt. Die Greifeinrichtung wird entlüftet und fährt dann wieder in die in Figur 1 dargestellte Ausgangslage zurück. Gleichzeitig wird der Hubtisch 5 mit dem Karton 1 um den Durchmesser der eingesetzten Becherstangen 13 abgesenkt. Die Höhe dieser Absenkstufe wie auch die Anzahl der Stufen pro Kartonfüllung kann am Schaltpult 20 (Figur 2) eingestellt werden. Sobald die Lichtschranke signalisiert, daß der Greifbereich auf dem Kettentransportband 14 wiederum mit Becherstangen 13 belegt ist, wiederholt sich der Zyklus. Auch die Anzahl der Zyklen kann entsprechend der Kartonhöhe und dem Durchmesser der Becherstangen 13 am Schaltpult 20 eingestellt werden. Der gefüllte Karton wird auf dem Hubtisch 5 wieder in die Basisposition abgesenkt, betätigt dann einen weiteren Endschalter (nicht dargestellt), der die Förderkette 4 erneut in Gang setzt, und wird dadurch nach vorne auf die Rollenbahn 15 geschoben, auf der er bis an den Anschlag 16 rollt. Gleichzeitig wird der nächste leere Karton auf den Hubtisch 5 gefahren und dann angehoben, so daß wiederum die Ausgangsposition für den Füllvorgang erreicht ist. Zugleich mit dem Hub des leeren Kartons wird der gefüllte Karton durch die Einrichtung 17,18 quer auf die gegenüberliegende Förderkette 19 geschoben. Mit den Takten der Förderkette 4 erfolgt der taktweise Abtransport des gefüllten Kartons auf der Förderkette 19.

Claims (10)

1. Verfahren zum Befüllen von Kartons mit länglichen Gegenständen, insbesondere mit Stangen ineinandergestapelter Becher, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) den Karton in eine Basisposition fährt,
b) den Karton aus der Basisposition um wenigstens die Kartonhöhe in eine Hubposition anhebt,
c) eine der inneren Kartongrundfläche entsprechende Anzahl von in ihrer Aufnahmeposition parallel nebeneinander liegenden Gegenständen durch an ihren Enden angreifende, zueinander gerichtete Haltekräfte erfaßt,
d) die erfaßten Gegenstände aus der Aufnahmeposition in eine Hubposition über dem Karton bewegt,
e) diese Gegenstände aus ihrer Hubposition in eine Freigabeposition im Karton absenkt und die Haltekräfte aufhebt,
f) die Schrittfolge c) bis e) bis zur vollständigen Füllung des Kartons wiederholt und dabei entweder den Karton nach jeder Schrittfolge c) bis e) um die Dicke der Gegenstände absenkt oder die Freigabeposition der Gegenstände bei jeder Schrittfolge c) bis e) um diese Dicke anhebt,
g) den gefüllten Karton in seine Basisposition absenkt und aus dieser herausfährt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Karton beim Anheben in die Hubposition zentriert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Karton vor dem Einfahren in die Basisposition mit einem Foliensack auslegt und den Foliensack beim Absenken der Gegenstände in die Freigabeposition an die Kartonwandungen anlegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gegenstände in der Aufnahmeposition durch separate elastische Haltekräfte erfaßt.
5. Vorrichtung zum Befüllen von Kartons mit länglichen, parallel nebeneinander liegenden Gegenständen, insbesondere Stangen ineinandergestapelter Becher, zwischen einem ersten Förderer für den Antransport der leeren Kartons und einem zweiten Förderer für den Abtransport der befüllten Kartons, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Förderer (4) ein Hubtisch (5) zwischen einer Basisposition auf der Ebene dieses Förderers (4) und einer um wenigstens eine Kartonhöhe darüber liegenden Hubposition vertikal verschieblich angeordnet ist und eine oberhalb der Hubposition des Hubtisches (5) horizontal und vertikal verschiebliche Greifeinrichtung (9) einen Träger (9a) aufweist, an dessen einer Seite eine Reihe von unter die Ebene seines Bodens (9e) ragenden, einzeln beweglichen Greifbacken (9b) und an dessen gegenüberliegender Seite wenigstens eine unter die Ebene des Trägerbodens (9e) ragende, zu der Reihe der Greifbacken (9b) im wesentlichen parallele Gegenbacke (9c) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens um die Kartonhöhe oberhalb der Basisposition des Hubtisches (5) ein Zentrierrahmen (7) mit vier Wandungen (7c,7d) angebracht ist, die in ihrem oberen Bereich um horizontale Achsen (7g) schwenkbar gelagert und in in Absenkrichtung zur Rahmenachse (7 ) hin geneigten Lagen gehalten sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenwandungen (7c,7d) durch elastische Mittel (7h) in den geneigten Lagen gehalten sind und die von diesen auf die Wandungen (7c,7d) ausgeübten Kräfte gegebenenfalls mittels Stellschrauben (7k) einstellbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wandung (7c,7d) aus zwei sich überdeckenden Wandungsteilen besteht, die um die gleiche Achse (7g) schwenkbar und horizontal gegeneinander verschiebbar sind, wobei gegebenenfalls das eine Wandungsteil (7d) in dem anderen doppelwandig ausgebildeten Wandungsteil (7c) geführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken (9b) durch druckluftbetätigte Kolben/Zylinder-Einheiten (9 ) mit zwischengeschalteten elastischen Mitteln (99) bewegbar und gegebenenfalls an dem Träger (9a) schwenkbar angelenkt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenbacke (9c) an wenigstens eine pneumatische Kolben/Zylinder-Einheit (9f) angeschlossen ist und ihr Abstand von der Reihe der Greifbacken (9b) durch die Kolben/Zylinder-Einheit (9f) veränderbar ist.
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