EP0229277B1

EP0229277B1 - Vorrichtung zum Überführen und Wenden von gewickelten Hygienepapiererzeugnissen oder ähnlichen Produkten

Info

Publication number: EP0229277B1
Application number: EP86116510A
Authority: EP
Inventors: Dieter Ing. Meyer
Original assignee: Paper Converting Machine GmbH
Current assignee: Paper Converting Machine GmbH
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1991-07-17
Anticipated expiration: 2006-11-27
Also published as: DE3680314D1; EP0229277A3; EP0229277A2; DE3600817A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überführen und Wenden, insbesondere Aufrichten von Hygienepapiererzeugnissen oder ähnlichen Produkten, die auf einer Zuführbahn ankommen und zur Bildung eines Gebindes auf einer Abführbahn hintereinander aufzureihen sind, bestehend aus einem zwischen der Zuführbahn und der Abführbahn angeordneten Wendestern, der mit horizontaler Drehachse umläuft und mehrere über den Umfang verteilte radiale Flügel in einem solchen Abstand aufweist, daß zumindest ein Produkt zwischen zwei benachbarte Flügel paßt.
Eine derartige Vorrichtung ist durch das DE-GM 79 31 246 bekannt. Es geht dabei darum, zu verpackende Gegenstände aus einem ankommenden Produktstrom zu separieren, sie durch den Wendestern um 90° zu drehen und sodann lückenlos hintereinander aufzureihen zur Bildung eines verpackungsfähigen Gebindes.
Bisher erfolgte das Zusammenstellen eines Gebindes durch Übergabe der gewendeten Produkte auf ein Förderband. Dabei besteht aber die Notwendigkeit, daß das Förderband etwas schneller umlaufen muß als der Stern, sonst würde der jeweils ankommende Zahn des Sternes die zuvor abgesetzte Packung umwerfen. Dies ist durch die Sterngeometrie bedingt. Die Produkte können also erst im weiteren Verlauf zu einem lückenlosen Gebinde formiert werden. Dies kostet Platz und zusätzlichen apparativen Aufwand.
Hinzu kommt, daß das Absetzen der Produkte auf das Förderband eine gewisse Gefahr des Umkippens in sich birgt, vor allem dann, wenn mehrere Produktreihen aufeinanderstehen. Es muß dann durch zusätzliche Riemen seitlich und oberhalb des Förderbandes für eine zusätzliche Führung der Produkte gesorgt werden. Dabei ist auf absoluten Synchronlauf dieser Riemen mit dem Förderband zu achten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Produkte vom Wendestern direkt Zu einer lückenlosen Formation abzusetzen, so daß die oben genannten zusätzlichen Maßnahmen für das Zusammenschieben der auf Lücke abgesetzten Produkte entfallen. Auch soll sich die Erfindung durch eine umkippsichere Produktführung und durch kostengünstigen Aufbau auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wendestern mitsamt seiner Drehlagerung etwa horizontal in Richtung der Abführbahn verschiebbar geführt ist.
Durch die erfindungsgemäße Überlagerung einer translatorischen Bewegung zu der Drehbewegung des Wendesterns erfüllt er neben seiner Wendefunktion die zusätzliche Funktion eines Abschiebers. Er kann dadurch die Produkte direkt zu einem lückenlosen Gebinde zusammenstellen, ohne daß ein zusätzliches Förderband od. dgl. notwendig wäre. Man erhält dadurch einen kompakten und kostengünstigen Aufbau. Außerdem ergeben sich kurze Taktzeiten, da der Abschiebevorgang nicht mehr wie bisher nach dem Wendevorgang, sondern gleichzeitig mit diesem erfolgt.
Damit die Übergabe des Produktes von dem sie tragenden Flügel des Wendesterns auf die Abführbahn allmählich erfolgt und der Flügel beim Zurückfahren des Wendesterns von dem abgesetzten Produkt distanziert wird und damit andererseits die nächste Produktreihe ohne Reibung von dem entsprechenden anderen Flügel des Wendesterns unterfahren werden kann, empfiehlt es sich, die translatorische Verschiebebewegung des Wendesterns nicht rein horizontal auszuführen, sondern ihr eine Vertikalkomponente zu überlagern. Dazu kann der Wendestern in einer Kulissenbahn geführt sein, die ihn nach dem Absetzvorgang vom Produkt distanziert und ihn gegen Ende des Zurückschiebens wieder auf das Produktniveau zurückführt. Je nachdem, ob der Wendestern nach oben oder nach unten fördert, ist also gegen Ende der Absetzbewegung ein Abwärts- bzw. ein Aufwärtshub durchzuführen und vor dem Ergreifen der nächsten Produktreihe der entsprechende Rückhub nach oben durchzuführen.
Anstelle einer derartigen geschwungenen Kulissenführung ist es konstruktiv einfacher und kostengünstiger, den Verschiebeweg des Wendesterns geradlinig zu belassen und ihn lediglich - je nach Förderrichtung des Wendesterns - leicht nach unten oder oben zu neigen. Fördert der Wendestern also beispielsweise nach oben, so verläuft der Verschiebeweg in Richtung der Abführbahn leicht schräg nach unten. Dadurch ist sichergestellt, daß am Ende der Abschiebebewegung der darunter liegende Flügel des Wendesterns nicht mehr an der Unterseite dieser Produktreihe anliegt und sie beim Zurückfahren nicht mitgenommen werden kann. Ebenso wird auch der gegenüberliegende Flügel schräg von unten gegen die auf dem Zuführband stehende Produktreihe gefahren, so daß es auch dort zu keinem Verhaken od. dgl. an der Unterseite der Verpackung kommen kann.
Aus denselben Gründen empfiehlt es sich, die Zu- und die Abführbahn mit in Förderrichtung laufenden Schlitzen zu versehen, durch welche die Flügel des Wendesterns hindurchtreten können. Selbstverständlich liegt es aber auch im Rahmen der Erfindung, die Produkte unmittelbar auf den jeweiligen Flügel des Wendesterns aufzuschieben.
Zur Durchführung der Verschiebebewegung des Wendesterns mitsamt seiner Drehlagerung empfiehlt es sich, ihn in einem Schlitten zu lagern, der beidseits an schräg nach unten oder schräg nach oben (je nach Drehrichtung des Wendesterns) verlaufenden Führungsstangen verschiebbar geführt ist.
Für den Antrieb des Schlittens und des Wendesterns bieten sich dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten, wobei jeweils auf Synchronlauf unter allen für die Produktförderung maßgeblichen Elementen zu achten ist. Dieser Synchronlauf läßt sich in konstruktiv einfacher Weise dadurch gewährleisten, daß für den Vorschub der ankommenden Produkte, für den Schlitten und für den Wendestern ein gemeinsamer Antrieb verwendet wird. Zu diesem Zweck ist eine gemeinsame Antriebswelle über eine erste Kurbel mit dem Produktvorschub, über eine weitere Kurbel mit dem Schlitten verbunden, während der Drehantrieb des Wendesterns von der Verschiebebewegung des Schlittens abgeleitet wird. Dazu trägt der Schlitten eine parallel zu ihm federnd geführte Kolbenstange, die an einer Kurbel angreift, die ihrerseits über eine Rücklaufsperre mit dem Wendestern verbunden ist, wobei der Wendestern über den Umfang verteilte Rastpositionen aufweist, die jeweils der Betriebslage seiner Flügel zugeordnet sind. Dadurch erzeugt die Schlittenbewegung eine gleichsinnige, schrittweise Drehbewegung des Wendesterns, dessen Position im übrigen durch Schnappelemente in den definierten Winkellagen gehalten wird, die zum Aufnehmen bzw. Abgeben einer Produktreihe geeignet sind. Bei horizontaler Zu- und Abfuhr der Produkte hat der Wendestern vier kreuzförmig angeordnete Flügel, deren Rastpositionen dann jeweils bei horizontaler und vertikaler Flügelstellung gegeben ist.
Schließlich hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Kolbenstange zwischen zwei Anschlägen des Schlittens verschiebbar und durch eine Feder zur Erzeugung der Drehbewegung des Wendesterns in Richtung auf den einen Anschlag belastet ist. Diese Feder kann auch in Form eines unter Überdruck stehenden Pneumatikzylinders vorliegen.
Weitere Merkmale und Vorteile des Anmeldungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; dabei zeigt:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung bei der Aufnahme einer Produktreihe von der Zuführbahn;
Fig. 2: eine gleichartige Seitenansicht, jedoch nach dem Wenden und Abschieben dieser Produktreihe auf die Abführbahn und
Fig. 3: eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die zu verpackenden Produkte, insbesondere Hygienepapierrollen 1, kommen paarweise nebeneinanderliegend (vergl. Fig. 3) auf einem Förderband 2 an und werden von ihm auf eine Zuführbahn 3 geschoben. Diese Zuführbahn 3 ist im Ausführungsbeispiel als Hubtisch ausgebildet, um die hintereinanderliegenden Produktreihen zu separieren und sie jeweils reihenweise einem Wendestern 4 zuzuführen. Zu diesem Zweck ist der Hubtisch mit in Förderrichtung laufenden Längsschlitzen versehen, durch welche die Flügel 5 des Wendesterns 4 bei dessen Drehung hindurchtreten (vergl. Fig. 3).
Die obere Endposition der als Hubtisch ausgebildeten Zuführbahn 3 liegt auf der Höhe der Achse des Wendesterns 4, so daß die horizontal nach rechts abstehenden Flügel 5 mit der Zuführbahn 3 fluchten. Die drei übrigen Flügelreihen sind jeweils um 90° in Umfangsrichtung versetzt. Nach links schließt sich an den Wendestern 4 eine Abführbahn 6 an, auf der die um 90° aufgestellten Produkte lückenlos abgestellt werden, was später noch näher beschrieben wird. Selbstverständlich können sich die Zuführbahn 3 und die Abführbahn 6 auch auf unterschiedlichem Niveau befinden, denn je nach konstruktiver Ausbildung des Wendesterns lassen sich mit ihm gleichzeitig während des Aufrichtevorganges auch mehr oder weniger große Höhenunterschiede überbrücken.
Wesentlich ist nun, daß der Wendestern 4 nicht um eine ortsfeste Achse umläuft, sondern daß er neben seiner Drehbewegung insgesamt eine Verschiebebewegung annähernd im Abführrichtung der Produkte durchzuführen vermag.
Hierzu ist der Wendestern 4 an einem Schlitten 7 gelagert, der seinerseits an zwei außen liegenden Führungsstangen 8 verschiebbar geführt ist. Entsprechend der gezeichneten Förderrichtung des Wendesterns nach oben im Sinne eines Hochklappens der Produkte sind die Führungsstangen 8 in Abführrichtung etwas nach unten geneigt. Dies hat, wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, zur Folge, daß die Achse des Wendesterns 4 am Ende der Abschiebebewegung unterhalb des Produktniveaus liegt, so daß beim nachfolgenden Zurückfahren des Wendesterns in die in Fig. 1 gezeigte Position der nach links ragende horizontale Flügel des Wendesterns ohne Reibung an der Produktunterseite zurückfahren kann und daß ebenso der nach rechts ragende Flügel ohne Reibung die nächstfolgende Produktreihe unterfahren und übernehmen kann. Der Wendestern erfüllt somit zwei Funktionen, für die bisher zwei getrennte Fördervorrichtungen notwendig waren.
Wie die Fig. 1 und 2 außerdem zeigen, trägt der Schlitten 7 eine parallel zu den Führungsstangen 8 laufende Kolbenstange 9. Sie durchquert einen am Schlitten montierten Pneumatikzylinder 10, weist jedoch innerhalb desselben einen Kolben 9a auf, der durch ein Druckpolster 11 im Sinne einer Verschiebung nach rechts vorgespannt ist. Diese auf die Kolbenstange ausgeübte Druckkraft wird von dem Anschlag 9b am linken Ende der Kolbenstange in die ortsfesten Führungsstangen 8 eingeleitet.
Das andere Ende der Kolbenstange 9 ist über einen Hebelmechanismus an den einen Ring einer Rücklaufsperre angelenkt, deren anderer Ring mit dem Wendestern 4 verbunden ist. Die Sperrichtung dieser Rücklaufsperre ist so gewählt, daß eine Verschiebung der Kolbenstange 9 nach links keine Drehbewegung am Wendestern erzeugt, dieser also nur entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen kann.
Der Antrieb des Schlittens 7 erfolgt über eine Schubstange 12, die über eine Kurbel 13 an einer Antriebswelle 14 angelenkt ist. Außerdem ist von dieser Antriebswelle 14 über eine Kette 15 der Antrieb des Förderbandes 2 und über eine Exzenterscheibe 16, eine darauf ablaufende Rolle 17 und einen mit ihr verbundenen Helbel 18 die Hubbewegung der als Hubtisch ausgebildeten Zuführbahn 3 abgeleitet.
Zum besseren Verständnis wird nachfolgend ein Arbeitstakt beschrieben, wobei von Fig. 1 ausgegangen wird.
Von dem ankommenden Produktstrom wird die vordere Produktreihe durch den Hubtisch separiert und so weit angehoben, daß die Produktunterseite mit der Oberseite der nach rechts ragenden Flügelreihe des Wendesterns 4 fluchtet, wenn der Wendestern in die in Fig. 1 gezeigte Position zurückgefahren worden ist. Die Weiterdrehung der Antriebswelle 14 verursacht dann über die Stange 12 eine Verschiebung des Schlittens 7 mitsamt dem Wendestern 4 nach links. Diese Schlittenverschiebung wird zunächst von der Kolbenstange 9 nicht mitgemacht, da sie unter der Wirkung des im Zylinder 11 herrschenden Druckpolsters steht. Es kommt also zwischen dem Schlitten und dem darauf gelagerten Wendestern 4 einerseits und der Kolbenstange 9 andererseits zu einer Relativbewegung. Dabei wird der Wendestern 4 relativ zur Kolbenstange nach links bewegt und dadurch in Pfeilrichtung verdreht, bis der Kolben 9a am rechten Ende des Zylinders 10 anstößt. Der Wendestern 4 hat dann das liegend aufgenommene Produkt um 90° hochgeklappt. Die weitere Verschiebebewegung des Schlittens 7 und des Wendesterns 4 ist eine reine Abschiebebewegung, um das aufgestellte Produkt lückenlos an die bereits zuvor aufgestellten Produktreihen heranzuschieben. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.
Gleichzeitig mit der beschriebenen Schlittenverschiebung erzeugt die Antriebswelle 14 über ihren Exzenter 16 eine Absenkbewegung des Hubtisches auf das Niveau des Förderbandes 2. Dadurch können die aufgereihten Produkte 1 um eine Produktlänge nach links verschoben werden.
Aufgrund der kontinuierlichen Weiterdrehung der Antriebswelle 14 wird der Schlitten 7 sodann zurückgefahren. Am Ende dieser Bewegung stößt der Anschlag 9b der Kolbenstange 9 an einer entsprechenden Lasche der Führungsstange 8 an, so daß die Kolbenstange ortsfest bleibt, während der Schlitten 7 mit dem Wendestern 4 in seine obere Endlage weiterläuft. In diesem Falle führt aber die Relativbewegung zwischen der Kolbenstange 9 und dem Wendestern 4 aufgrund der zwischengeschalteten Rücklaufsperre zu keiner Verdrehung des Wendesterns. Dieser bleibt vielmehr in seiner durch Verrastung gesicherten Position stehen.
Während dieses Zurückschiebens des Schlittens 7 hat der Hubtisch die auf ihm befindliche Produktreihe hochgefahren, wobei ggf. durch einen Abstreifer 19 sichergestellt wird, daß die nachfolgende Produktreihe nicht mitgenommen wird.
Unter die angehobene Produktreihe fährt schließlich der nach rechts stehende Flügel des Wendesterns 4 schräg von unten heran. Daher ist ein Verhaken oder ein Beschädigen an der Produktunterseite auch im Zuführbereich ausgeschlossen.
Ist auf der Abführbahn 6 die vorgegebene Formation zusammengestellt, so kann sie durch einen von hinten angreifenden Abschieber in die Verpackungsmaschine befördert werden.
Die in der Zeichnung dargestellte Kombination der Zuführbahn mit einem Hubtisch empfiehlt sich dann, wenn die auf dem Förderband 2 ankommenten Produkte unter einem nicht unerheblichen Staudruck stehen. Denn der Hubtisch vermag diesen Staudruck aufzunehmen und das an den Wendestern zu Übergebende Produkt zu separieren, sodaß es drucklos in den Wendestern gelangt.

Claims

Vorrichtung zum Überführen und Wenden, insbesondere Aufrichten von Hygienepapiererzeugnissen oder ähnlichen Produkten (1), die auf einer Zuführbahn (3) ankommen und zur Bildung eines Gebindes auf einer Abführbahn (6) hintereinander aufzureihen sind, bestehend aus einem zwischen der Zuführbahn (3) und der Abführbahn (6) angeordneten Wendestern (4), der mit horizontaler Drehachse umläuft und mehrere über den Umfang verteilte radiale Flügel (5) in einem solchen Abstand aufweist, daß zumindest ein Produkt (1) zwischen zwei benachbarte Flügel (5) paßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wendestern (4) mitsamt seiner Drehlagerung annähernd in Abführrichtung der Produkte (1) verschiebbar geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Förderung des Wendesterns (4) nach oben sein Verschiebeweg leicht schräg nach unten gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Förderung des Wendesterns (4) nach unten sein Verschiebeweg leicht schräg nach oben gerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendestern (4) durch in Förderrichtung laufende Schlitze der Zu- und Abführbahn (3 bzw. 6) hindurchläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendestern (4) in einem Schlitten (7) gelagert ist, der beidseits an Führungsstangen (8) verschiebbar geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendestern (4), sein Schlitten (7) und der Vorschub (3) der ankommenden Produkte (1) einen gemeinsamen Antrieb (14) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Antriebswelle (14) über einen Exzenter (16) mit dem Produktvorschub (3) und über eine Kurbel (13) mit dem Schlitten (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (7) eine parallel zu ihm gegen Federkraft verschiebbar geführte Kolbenstange (9) trägt, die an einer Kurbel angreift, die ihrerseits über eine Rücklaufsperre mit dem Wendestern (4) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (9) zwischen einem am Schlitten (7) und einem an der Führungsstange (8) vorgesehenen Anschlag verschiebbar und durch eine Feder (11) zur Erzeugung der Drehbewegung des Wendesterns (4) im Sinne einer Anlage an dem einen Anschlag (9b) belastet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendestern (4) über den Umfang verteilte Rastpositionen aufweist, die jeweils den Endstellungen seiner Flügel (5) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführbahn mit einer Hubstation (3) kombiniert ist.