EP0253960B1

EP0253960B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Weiterverarbeitung eines Verpackungsstranges

Info

Publication number: EP0253960B1
Application number: EP87105628A
Authority: EP
Inventors: Jacques Meier
Original assignee: Ferag AG
Current assignee: Ferag AG
Priority date: 1986-07-21
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1993-07-14
Anticipated expiration: 2007-04-15
Also published as: JPS6337084A; DE3786499D1; EP0253960A2; US4793118A; CH671003A5; JP2681049B2; EP0253960A3

Description

Die Erfindung liegt auf den Gebiet der Produkt-Transporttechnik in einem Hochgeschwindigkeits-Produktherstellungs und -verpackungsprozess und betrifft ein Produkt-Transfer-Verfahren innerhalb des Gesamtherstellungsprozesses, insbesondere die Uebernahme eines Produktausstosses aus einer Maschine und die zeitdilatierte Uebergabe in den nachsten Fertigungsschritt. Das Produkttransferverfahren richtet sich in einer spezifischen Ausführungsform auf den Produktionsausstoss von in Flow-Pack Verfahrensweise verpackten Gütern.
Durch die CH-A-559'691 wird gezeigt, wie im Druckereibetrieb der Schuppenstrom von nicht zusammenhängenden Druckprodukten mit Hilfe von Haltebändern über eine horizontale Drehachse auf sogenannte Trommelkörper gewickelt werden. Die Haltebänder werden benötigt, um die losen Druckprodukte zusammenzuhalten. Die aufgewickelten Druckprodukte werden einer Zwischenlagerung zugeführt.
Durch die US-A-3'747'821. wird beschrieben, wie ein zusammenhängender Wurststrang von der Produktionseinheit über sogenannte Hänger, an denen der Wursttrang schlaufenweise aufgehangt wird, weggefördert und für den Transport in Container abgelegt wird. In diesen Containern kann der Wurststrang zwischengelagert, gelagert oder transportiert werden.
Durch die EP-A-0'243'753. ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von in Schuppenformation anfallenden Druckereierzeugnissen, wie Zeitungen, Zeitschriften und dergleichen bekannt geworden. Darin ist gezeigt, wie eine mit mehreren nebeneinander angeordneten Wickeln beladene Palette mittels einer Kippeinrichtung so gekippt werden kann, dass ein Turm von aufeinander liegenden Wickeln entsteht. Solche Wickeltürme werden einer Zwischenlagerung zugeführt.
Ein typischer Hochgeschwindigkeits-Herstellungsprozess, bspw. in der Schokoladenherstellung, beginnt bei den Rohmaterialien, die in der Regel aus der Silolagerung über automatische Zuführungen in den Produktionsprozess gelangen. Mahlen, Mischen etc. geschieht vollautomatisch, auch das Mischen und Rühren sind in der Regel automatisierte Produktionsvorgänge. Ein Zwischen-Batch-Betrieb, bspw. das Entleeren der Rührwerke in Behälter mit einen Fassungsvermögen bis Zu 70̸ Tonnen Schokoladenmasse unterbricht wohl den kontinuierlichen Materialfluss, ändert aber am hohen Massenpotential des Herstellungsprozesses gar nichts. Die ersten Engpassprobleme bei hohem Materialdurchsatz zeigen sich am anschliessenden Spritz- oder Giessvorgang, bei dem von der ungeformten Masse eine stückige, also in Portionen aufgeteilten Form entstehen soll.
Wenn bis zu diesem Punkt des Produktionsprozesses der Materialfluss mit einfachen Mitteln bewältigt werden kann, meistens durch Rohrverbindungen, welche ein verhältnismässig einfaches Pipelining ermöglichen, das sich für den vollautomatischen Massentransport besonders gut eignet, können die stückigen Produkte, oder besser das portionierten Produkt, um es bspw. von stückiger Steinkohle, die auch pipeline-transportierbar ist, zu unterscheiden, nicht mehr mit den Massengutertransportmethoden transferiert werden.
Eine zunehmende Verschärfung der Engpassproblematik zeigt sich besonders im Verpackungsabschnitt des Herstellungsprozesses, in welchem in einer einzigen Verpackungsstrasse bspw. ein Ausstoss von 50̸ Tonnen/Tag in bspw. 100 g Portionen die Bewältigung von 50̸0̸'0̸0̸0̸ Verpackungsvorgängen/Tag erfordert. In der Regel sind mehrere solcher Verpackungsstrassen installiert und auch simultan in Betrieb gesetzt.
Wenn schon bei der Portionierung der Materialfluss in mehrere Spritzstrassen aufgeteilt wurde, um durch simultane, parallele Arbeitsvorgänge Engpässe zu umgehen, so wird dies beim unvermeidbar seriellen Vorgang der Verpackung erst recht erzwungen. An jede Spritzstrasse schliessen sich daher mehrere parallel arbeitende Verpackungsstrassen an, in welchen die in diesem Beispiel produzierten Schokolodetafeln (Portionen) durch ein für hohe Verpackungsgeschwindigkeiten entwickeltes Flow-Pack-Verfahren eingepackt werden. In der Regel wird der Flowpackstrang anschliessend in die vorgesehenen Portionen zerschnitten und die losen Einzelprodukte in irgend einer Weise gesammelt.
Hier setzt nun die erfinderische Idee ein. Ueblicherweise wird der Materialfluss verpackter Produkte, hier Schokoladentafeln, entweder vollautomatisch oder von Hand weiterverarbeitet. Sehr oft geschieht dies doch noch von menschlicher Hand, bspw. durch ganz konventionelles Abpacken in Schachteln etc., wo aus einer unhandlichen Vielstückigkeit (Schokoladetafeln) eine handlichere aber aufwendigere Wenigerstückigkeit (Schachteln) herbeigeführt wird. Gleich welcher Art die Verpackung nun geschieht, bei der Vereinzelung zu abpackbaren Portionen wird eine prozessinhärente Ordnung eigentlich zu früh aufgehoben.
Mit prozessinhärenter Ordnung ist hier folgendes gemeint. Verschiedene Bearbeitungsschritte finden an verschiedenen Orten statt, die unter Umständen sehr nahe beieinander- oder sehr weit auseinanderliegen können. Das Material muss von einem Ver-(Be-)arbeitungsschritt zum anderen gefördert werden. Dabei sind zum Beispiel Lageänderungen oder dergleichen durchzuführen. Sie sind als Anschlussoperation an den nächsten Prozessschritt aufzufassen und repräsentieren eine bestimmte (transiente) Ordnung im Gesamtfluss. Eine Störung dieser Ordnung stört den Ablauf, ein Aufheben dieser Ordnung blockiert den Ablauf. Ordnende Eingriffe können als "eingebrachte" Ordnungselemente aufgefasst werden. Prozessinhärente Ordnungselemente dagegen sind im Prozessablauf verborgen schon vorhanden, müssen zur Nutzung aber speziell aufgesucht werden. Recht seiten liegen sie auf der Hand, meist derart selten, dass oft zusätzliche Ordnungselemente in einen Prozess eingebracht werden, wo eine prozessinhärente Ordnung eigentlich nutzbar gewesen wäre. Und was auch vorkommt, eine prozessinhärente Ordnung wird durch einen zusätzlichen Produktionsschritt aufgehoben (zerstört) und durch ein "eingebrachtes" Ordnungselement ersetzt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur übergangsmässigen Lagerung (Zwischenlagerung) eines Verpackungsverbundes bspw. Flowpack oder Schlauchbeutel anzugeben, bei dem solche Ordnungselemente genutzt und damit die Uebergabe des verpackten Materials in den früher oder später folgenden Verarbeitungsschritt wesentlich erweitert werden, wobei das Verfahren für einen Hochgeschwindigkeits-Verpackungsprozess besonders geeignet sein soll.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, für die Durchführung des Verfahrens geeignete Mittel zu schaffen.
Ein Beispiel der Nutzung von prozessinhärenten Ordnungselementen wird an der Weiterverarbeitung eines Flowpackausstosses von Schokoladentafeln gezeigt. Jedoch ist die Erfindung keineswegs auf die Art des verpackten Gutes beschränkt, es kann sich um irgend einen zusammenhängenden Verpackungsstrang mit portionierten Produkten handeln.
Die Lösung der Aufgabe gemäss Erfindung, wird an diesem speziellen Beispiel gezeigt und ist durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung beschrieben.
Diese eine der möglichen Anwendungen des Verfahrens und eine spezielle Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wird anhand der nachfolgend aufgeführten Figuren eingehend diskutiert.

Figur 1: zeigt ein Diagramm eines Materialflusses bei der Herstellung eines Produktes.
Figur 2: a/b zeigen ein Stück eines Verpackungsstranges (bspw. Flowpack) in Auf- und Seitensicht zur Erklärung des in das diskutierte Verfahren involvierten Gegenstandes.
Figur 3: zeigt in einer Prinzipdarstellung eine Ausführungsform von auf Wickel-Platten aufgespulte, zu einem Lagerturm zusammengestellte Verpackungsstränge grosser Längen und ein stilisiert dargestellter Wickelantrieb dazu.
Figur 4: zeigt ebenfalls eine stilisiert dargestellt, eine Wickelvorrichtung (zum Auf- oder Abwickeln) von Verpackungssträngen grosser Längen.
Figur 5: zeigt eine Tandemvorrichtung zum Aufwickeln eines in hoher Geschwindigkeit kontinuierlich einlaufenden Verpackungsstranges.
Figur 6: A/B/C zeigen ein Detail einer Wickelplatte, eine Vorrichtung zum Auffädeln eines einlaufenden Verpackungsstranges. Dargestellt ist der Produkteeinlauf in drei Ablaufphasen.
Figur 7: zeigt eine teilweise Schnittdarstellung der Auffädelungsvorrichtung gemäss Fig.6A.

Figur 1 zeigt die letzten Stationen eines Materialflusses in einem Herstellungsprozess und zwar ab der Portionierung einer Grundmasse (Schokolade) und die damit einhergehende Aufteilung in simultan arbeitende Fertigungstrassen. Diese Parallelführung beginnt bei den Tafelanlagen 1A bis 1D, die einen teigigen Materialfluss von bspw. 22,5 t/h aufnehmen und zu bestimmten Portionen verarbeiten. Jede Tafelanlage arbeitet auf je eine Verpackungsanlage, mit 3A bis 3D bezeichnet, wobei jede der dargestellten Verpackungsanlagen mehrere parallel arbeitende Verpackungsstrassen umfassen kann. In den Verpackungsstrassen wird das Produkt im Flow-Pack-Verfahren, einer Art Schlauchbeutelverpackung, mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit eingehüllt. Die Verpackungsgeschwindigkeit in einer Verpackungsstrasse und damit ihr Ausstoss, beträgt typischerweise 1.0̸ bis 1.5 m/s. Die Produktströme 4A/a bis 4D/d am Ausgang der Verpackungseinheiten sollen nun folgendes zeigen. Ein kleinerer Produktstrom 4a wird bspw. in voller Ausstossgeschwindigkeit einer automatischen Grossabpackung 9 zugeführt; ein grösserer Produktstrom 4A kann aus irgendwelchen Gründen nicht sofort automatisch abgepackt werden und sollte deshalb in eine Zwischenlagerung für einen späteren Verpackungstermin gebracht werden.
Somit stellt sich für den grösseren Produktstrom 4A nun das Problem der Weiterverarbeitung bspw. in einer Sortenmischstrasse 6 und/oder Zwischenlagerung in bspw. einem Zwischenlager 5 zur späteren Weiterverarbeitung in einer Sortenmischstrasse. Diese Zwischenlagerung dient als Zeitpuffer. Darin kann aber auch ein Transport enthalten sein, der sich über eine kürzere oder längere Distanz erstreckt. Das Verfahren gemäss Erfindung erlaubt nun solche Zwischenpufferungen durch Nutzung Prozessinhärenter Ordnungselemente fast beliebig durchzuführen, in dem bei deren Nutzung einerseits bei vollem Produktausstoss die Transfergeschwindigkeit vorübergehend herabgesetzt bzw. stillgelagt werden kann, um ihn andererseits an einem anderen Ort mit anderer Prozessgeschwindigkeit weiterzuführen. Dies ist mit der Sortenmischstrasse 6 angedeutet, in welcher Sorten A bis Q in bspw. zwei Materialströme 7,8 vermischt werden. Der Materialstrom 7 enthält bspw. Sorten F bis N, der Materialstrom 8 die Sorten A bis Q. In der Regel sind dies grosse Verpackungseinheiten mit 10̸0̸kg Schokolade und mehr, bestehend aus allen Sorten oder einem ausgewählten Teil davon.
Die Figuren 2a/b zeigen aus zwei Betrachtungsrichtungen eine typische Schlauchbeutelverpackung mit Einzel-Portionen 20̸A bis 20̸E usf., die in einem "Verpackingsschlauch" 22 untergebracht sind. Die einzelnen Portionen sind im Verpackungsschlauch durch Verschlusszonen 21A bis 21D usf. voneinander getrennt. Im üblichen Flowpackprozess trennt eine mit Prozessgeschwindigkeit gesteuerte Schneidvorrichtung den Flowpackverbund 22 in etwa mittig in den Verschlusszonen die Portionen voneinander. Diese Vereinzelung der Portionen galt bis lang als unabdingbar, da bei einer Ausstossgeschwindigkeit von 1 bis 1,5 m/s der zusammenhängende Flowpackverbund (Materialstrom) nicht beherrscht werden könnte.
Gemäss Erfindung wird diese Vereinzelung jedoch gerade vermieden, um eine prozessinhärente Ordnung zu erhalten und zu nutzen. Es wird auf einen Schneidvorgang an dieser Stelle des Verarbeitungsprozesses verzichtet und die hohe Geschwindigkeit des Materialstroms durch Aufwickeln des Flowpackverbunds heruntergesetzt bis stillgelegt. Als prozessinhärentes Ordnungselement ist die unzerschnittene bzw. intakte Verschlusszone 21 zu betrachten. Die Gesamtheit der intakten Verschlusszonen 21A..21D..21n ordnet die verpackten Portionen in einer definierten Reihe zu einem strangförmigen Verbund.
Zum Aufwickeln der Verpackungsstränge werden Wickelplatten benützt, auf welchen der Verpackungsstrang von innen nach aussen aufgewickelt wird. Die Wickelplatten haben vorzugsweise eine scheibenförmig runde Form, der Durchmesser ist auf das Produkt und auf die Lagerkapazität abgestimmt. Die Wickelplatten sind stapelbar ausgestaltet und können in bestimmten Ausführungsformen einen ebenen oder schwach geneigten Plattenboden aufweisen. Für die prinzipielle Darstellung des Verfahrens gemäss Erfindung zeigt Figur 3 einen schematisch dargestellten heb- und senkbaren Wickelplattenantrieb 40̸, in welchen die Platten zur Beladung vertikal von unten oder von oben eingeschoben bzw. eingespannt werden können. Die vom Wickelantrieb 40̸ freigegebenen vollgespulten Wickelplatten 30̸A bis 30̸F lassen sich zu einem Lager-Turm 45 stapeln, welcher auf einer Normpalette plaziert mit den üblichen Transportmitteln manipulierbar ist. Der Flowpackverbund wird in grossen Längen aufgewickelt und die einzelnen Wickel oder Spulen auf ihren Wickelplatten aufeinander gestapelt. Auf diese Weise lässt sich eine sehr raumdichte Lagerform von unvereinzelten Produkten erreichen. Die Produktform ist im wesentlichen diesselbe, wie sie im Produktionsprozess vorhanden ist, sodass an diese zwischengelagerten Produkt zu jeder Zeit der Prozess in der Prozessphase wieder aufgenommen werden kann, in welcher er verlassen (unterbrochen) wurde.
Der Plattenantrieb 40̸ ist wie die Gabel eines Gabelstaplers heb- und senkbar angeordnet (Pfeil B). Der Antrieb erfolgt bspw. durch einen Elektromotor 44 mit einem Zahnritzel 42 über einen Innenzahnkranz 43. Unterhalb seiner Innenausnehmung steht auf dem Boden ein Lagerturm 45 mit vollgespulten Wickelplatten 30̸A bis 30̸F. Der Wickelplattenantrieb 40̸ ist etwas über den fertiggestellten (obersten) Flowpackwickel angehoben worden, um von oben eine leere Wickelplatte 30̸ in den Antrieb einzusetzen. Nach dem Einspannen wird der von im Bild links schräg (Pfeil C) hereinlaufende Verpackungsstrang 22 eingefädelt und die Platte 30̸ zum Aufspulen in Rotation versetzt. Während des Wickelvorgangs bleibt die Wickelplatte im Wickelplattenantrieb "eingespannt" und sobald sie vollgespult ist, wird sie auf die vorangegangene, fertigbeladene Wickelplatte des Lagerturms 45 gestellt.Nachdem die letzte und oberste Wickelplatte gefüllt ist, wird der Wickelplattenantrieb, wie schon gezeigt, soweit angehoben (Doppelpfeil B), dass er über den Lagerturm 45 weggeschwenkt, oder der Lagerturm darunter weggefahren werden kann. Dann wird der Wickelplattenantrieb soweit abgesenkt, dass er wieder zum Auffüllen eine neuen Lagerturms bereit ist.
Der Wickelplattenantrieb 40̸, versetzt die Wickelplatte 30̸ in eine drehende Bewegung, wodurch ein zugeführter Flowpack-Strang sukzessive aufgewickelt wird. Zugunsten einer einfachen und verständlichen Darstellung sind die Proportion entsprechend verzeichnet. Die hier gezeichneten Wickelplatten 30̸ können eine Seitenlänge von ungefähr 2 bis 3 Metern aufweisen, die Stapelstützen 38 sind jedoch nur um die 15cm hoch. Auch nicht eingezeichnet sind Massnahmen zur Herstellung der nötigen Festigkeit der Platte, wie Verstrebungen, Versteifungen etc., um sie für eine Tragkraft von 20̸0̸ bis 30̸0̸kg palettiertes Material tauglich zu machen. Eine Vorrichtung zum Einfädeln des Verpackungsstrangs wird an einer späteren Stelle eingehend beschrieben.
Da die Wickelplatten "Verschiebeware" sind, sollte der Herstellungsaufwand pro Platte möglichst niedrig sein, das heisst, dass eine Wickelanlage möglichst viele Funktionen direkt am Wickelplattenantrieb 40̸ aufweisen soll, die Wickelplatten 30̸ selber nur die für die Be-,Entladung und Lagerung nötigsten Elemente umfassen. Alle anderen Funktionen sollen dem zentralen Wickelplattenantrieb 40̸ zugeordnet sein, der im Vergleich zur grossen Zahl der Wickelplatten nur in sehr geringer Stückzahl vorhanden sein muss.
Figur 4 zeigt nun in konkreter Form eine Anlage zum Auf- oder Abwickeln eines Flowpackverbundes 22. Auf je einer hier stilisiert dargestellten Hebebühne 31 sind auf Normpaletten 32 eine Anzahl Wickelplatten 50̸ aufgestapelt. Auf der rechts stehenden Hebebühne ist ein Vorrat leerer Wickelplatten zur Bewicklung bereitgestellt, auf der linksstehenden Hebebühne befinden sich, aufeinandergestapelt, bewickelte Wickelplatten. Darüber, auf einer Tragkonstruktion 35 angeordnet, befindet sich ein Wickelplattenantrieb, in seiner Gesamtheit mit 40̸ bezeichnet, sowie eine Zuführeinrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit 41 bezeichnet ist. Der Wickelplattenantrieb 40̸ besteht im wesentlichen aus einem Antriebsmotor 46 und einer daran befestigten pneumatischen Welle 47, um damit nebst der Drehbewegung zum Wickeln eine Heb- und Senkbewegung vom und zum Lagerturm auszuführen. An dieser pneumatischen Welle können die Wickelplatten 50̸ an ihrem Wickelkern 51 eingespannt werden. Die Zuführeinrichtung 41 besteht im wesentlichen aus einem Antriebsmotor 48 zum Antrieb einer Schwenkweile 42, an welcher ein Schwenkarm 44 mit einer Greifvorrichtung 45 zum Einspannen des Wickelkerns 51 einer leeren Wickelplatte 50̸ angeordnet ist. Einer oder mehrere Wickelplattenantriebe 40̸ sind zur Zuführeinrichtung 41 so angeordnet, dass mit der ausgeführten Schwenkbewegung die Wickelplatten achsrichtig unter den Wickelplattenantrieb plaziert werden können. In diesem Beispiel wird von einer Zuführeinrichtung 41 nur ein Wickelplattenantrieb 40̸ versorgt. Gerade so gut könnten mit einer Zuführvorrichtung zwei Wickelplattenantriebe versorgt werden.
Die Anlage funktioniert folgendermassen.
Die bewickelten wie auch die leeren Wickelplatten sind aufeinander gestapelt und bilden so, wie vorher schon dargestellt und diskutiert, einen leicht manipulierbaren Lager-Turm mit unvereinzelten Schlauchbeuteln (Flowpack). Jeder Turm ist dafür vorzugsweise auf einer Normpalette plaziert, sodass er mit bspw. Gabelstaplern leicht transportiert werden kann. Die Normpaletten, zur Abgabe von leeren Wickelplatten von einem Leerturm und zur Aufnahme von bewickelten Platten an einen Lagerturm, sind auf je einer Hebebühne 31 plaziert. Die beiden Hebebühnen bewegen sich gegenläufig; während die eine Hebebühne leere Wickelplatten zuführt und sich dabei schrittweise anhebt, nimmt die andere Hebebühne bewickelte Wickelplatten auf und senkt sich dabei schrittweise ab. Mit der Zuführeinrichtung 41 wird vom Leerturm die oberste Wickelplatte 50̸ abgehoben, zum Wickelplattenantrieb 40̸ geschwenkt, dort an der pneumatischen Welle 47 angekoppelt und in Drehung versetzt. Der bandförmige Flowpackverbund 22 wird dann der aufnahmebereiten Wickelplatte 50̸ zugeführt, von deren Wickelkern 51 aufgenommen und aufgespult. Die Details der Zuführung, Einfädelung etc. werden mit Hilfe weiterer Figuren diskutiert. Es wird davon ausgegangen, dass die Ausgestaltung der pneumatischen Welle 47, die Antriebe 46,48 des Wickelplattenantriebs 40̸ und der Zuführeinrichtung 41, die Ausgestaltung der Hebebühnen 31 und deren Steuerung dem Fachmann bekannt sind und deshalb nicht eingehender besprochen werden müssen.
Auf die dargestellte Weise ist es möglich, die aufgabenmässige Umgehung der prozesshindernden Vereinzelung zu erreichen und dies bei einem in voller Verarbeitungsgeschwindigkeit laufenden Fliessbetrieb. Dabei ist mit einer gleicherweise aufgebauten Wickel-Anlage eine Umkehrung des Prozesses (Abspulen) für die Weiterverarbeitung, das heisst die zeitlich aufgeschobene Vereinzelung zur Verpackung möglich. Dabei werden von einem Lagerturm 45 mit der Zuführ- bzw. Wegführeinrichtung 41 die vollgespulten Wickelplatten abgehoben und diese der Aufwickel- bzw. Abwickelvorrichtung 40̸ zugeführt. Dabei wird ein Turm mit leeren Wickelplatten für die weitere Verwendung entstehen.
Zur volltüchtigen Unterstützung eines Fliessbetriebs, muss der oben beschriebene Wickelvorgang zu jeder Zeit durchführbar sein, obwohl die Aufspultätigkeit und die Bildung von Lagertürmen chargen-betriebsähnliche Vorgänge sind. Um dies zu erreichen, müssen in alternierender Arbeitsweise mindestens zwei der eben beschriebenen Wickel-Anlagen pro Verpackungsmaschine vorgesehen sein. Eine solche Tandemeinrichtung mit Produktzuführungen ist von oben gesehen in Figur 5 dargestellt.
Figur 5 zeigt zwei Wickelplatten 50̸ ohne deren Wickelplatterantrieb 40̸ und dazu geordnete Zuführeinrichtung 41 für die leeren Wickelplatten 50̸. Eine eben vollgespulte Wickelplatte ist mit A bezeichnet und eine bereitstehende, noch leere Wickelplatte. Sie ist mit B bezeichnet und wird eben mit einem Flowpackverbund 22 beschickt. Dazu dienen den Wickelplatten zugeordnete Transportvorrichtungen 55A,55B für den Flowpackverbund 22, in diesem Beispiel ist es eine Tandemvorrichtung, die abwechselnd in Tätigkeit gebracht wird.
Die Transportvorrichtung 55A,55B besteht im wesentlichen aus angetriebenen, über Antriebs- und auch Umlenkrollen 56,57,57',57'' laufende Endlosbändern 551,552, zwischen denen der Flowpackverbund 22 sanft eingeschlossen der Wickelplatte 50̸ zugeführt wird. Diese beiden Transportvorrichtungen sind entsprechend ihrer momentanen Arbeitsposition mit 55A und 55B bezeichnet, in ihrer Ausgestaltung sind sie sich einander gleich. Ein äusseres 551 und ein inneres 552 Transportband sind als Endlosbänder über Antriebs- und Umlenkrollen 56,57,57',57'' geführt und durch Antriebsrollen 56 angetrieben. Ferner ist ein Teil der Transportvorrichtung, der der Wickelplatte zugewandte vordere Teil mit den Umlenkrollen 57', schwenkbar ausgestaltet; er kann in diesem Beispiel um die Umlenkrolle 57'' geschwenkt werden. Dem vorderen Teil der Tansportvorrichtung ist noch ein Anpressmittel 52 zugeordnet, um die Förderung des Anfanges des Verpackungsstronges (Flowpackverbundes) auch im Wippenanpressbereich zu gewöhrleisten. Auf das Problem der Auffädelung dieses Anfanges wird an späterer Stelle eingegangen. Am anderen, Ende, dem hinteren Teil der Transportvorrichtung mit den Antriebsrollen 56, ist ein Umlenkorgan 58 vorgesehen, das den durch eine Schneideinrichtung 59 laufenden Flowpackverbund 22 nach den Schneiden jeweils der zu füllenden, also leeren Wickelplatte zuführt. Mit der Ziffer 60̸ ist schliesslich ein Bereich eingegrenzt, der im Zusammenhang mit Figur 6 im Detail die Auffädelung des Flowpackverbundes in den Wickelkern 51 der Wickelplatte 50̸ zeigt.
Die Vorrichtung gemäss Figur 5 funktioniert folgendermassen.
Das Momentanbild zeigt eben den Wechsel des Wickelvorgangs von einer vollgespulten Wickelplatte A auf eine bereitstehende leere Wickelplatte B. Der schwenkbare Teil der Transportvorrichtung 55A ist in Richtung des Schwenkpfeiles S an der Peripherie der Spule oder des Wickels anliegend. Ein durch den Schneidvorgang der Schneideinrichtung 59 getrennter Restteil des aufgewickelten Flowpackverbundes 22 läuft noch in den nun fertiggestellten Wickel ein. Der auf diese Weise neuentstandene Anfangsteil des zertrennten Flowpackverbundes 22 ist, durch das Umlenkorgan 58 umgelenkt, in die Transportvorrichtung 55B eingelaufen und wird nun der leeren Wickelplatte B zugeführt. Die Transportvorrichtung 55B ist mit dem schwenkbaren Vorderteil in Auffädelungsposition am Wickelkern 51 anliegend, der den ankommenden Flowpackverbund aufnimmt. Anschliessend geht die Wickelplatte in den Spulbetrieb über. Während dem Aufwickeln auf die Wickelplatte B, wird die vollgespulte Wickelplatte A, wie im Zusammenhang mit Figur 4 erklärt, über die pneumatische Welle auf den Vorratsturm abgesenkt und über die Zuführeinrichtung 41 durch eine neue leere Wickelplatte ersetzt. Die Transporteinrichtung 55A verbleibt bis zur Wiederaufnahme des Spulbetriebs auf den Wickelkern 51 eingeschwenkt in Bereitschaft, zur Auffädelung des im Fliessbetrieb neuerlich zu zertrennenden Flowpackstreifens. Die Steuerung der Schneideinrichtung 59 und des Umlenkorgans 58 geschieht über Sensoren, die entweder den Spulstand des Wickels oder die Position des schwenkbaren Teils der Transportvorrichtung abtasten.
Die folgenden Figuren 6A/B/C zeigen ein Ausführungsbeispiel einer in ihrer Gesamtheit mit 60̸ (Fig. 5) bezeichneten Vorrichtung zum Auffädeln des Flowpackverbundes 22 auf den Wickelkern 51 der Wickelplatten 50̸. Die drei Figuren zeigen an derselben Vorrichtung drei aufeinanderfolgende Betriebszustände, an welchen auch das Funktionieren der Vorrichtung diskutiert wird.
Die Vorrichtung gemäss Figur A zeigt den vorderen, schwenkbaren Teil der Transportvorrichtung 55 mit den Umlenkrollen 57' und dem Führungsorgan 52. Der Wickelkern 51 ist hier ähnlich wie ein Uhrfedergehäuse ausgestaltet. An einem Federkern 61 ist eine Spiralfeder 62 mit Befestigungsmitteln 63 befestigt und in mehreren Spiralen um den Federkern 61 (hier noch lose) aufgewickelt. Ein den Federkern und die Feder abdeckendes Gehäuse 64, mit bspw. einem Deckel 68 für Kontroll- und Servicezugang, weist für den Austritt der Spiralfeder 62, eine schlitzförmige Oeffnung 65 auf, an deren einen Seite ein Führungs- oder Gleitkeil 66 angeordnet ist. Die Spiralfeder 62 ist am nicht befestigten Ende aus dem Federgehäuse herausgezogen und weist ein geeignetes Element 69 auf, dass die Spiralfeder 62 trotz der auf sie wirkenden Rückholkraft nicht ganz in das Gehäuse zurückgezogen werden kann (zum Beispiel durch einen Anschlag). Ferner ist das ausserhalb des Federgehäuses verbleibende Ende der Spiralfeder, wie auch in Figur 7 dargestellt, mit einem Ankuppelungsmittel 67, das durch eine Zugbewegung lösbar ist, an einer zusätzlichen Hilfsvorrichtung 70̸ befestigbar Diese Hilfsvorrichtung 70̸ besteht aus einem motorisch angetriebenen Endlosband 71, das um zwei Umlenkrollen 72 geführt und bspw. über eine Antriebssaite 73 von einem Motor 74 antreibbar ist. Das Ankuppelungsmittel 67 kann in diesem Fall aus dem bekannten Klettenverschluss bestehen (auch ein Haftmagnet ist geeignet), der durch Abreissen einfach und mit wenig Kraft lösbar ist und auch wieder beliebig mit dem Endlosband 71 vereinigt werden kann. Das Endlosband 71 dient zum Herausziehen der Spiralfeder in Pfeilrichtung aus dem Federgehäuse (entgegen der Förderrichtung des Förderbandes 552) unter gleichzeitigem Aufspeichern einer Rückholkraft. Die herausgezogene Spiralfeder deckt das Endlosband 71 in seiner Breite und einem Teil seiner Länge vollständig ab. Um eine möglichst kurze Bauweise dieser Hilfsvorrichtung zu ermöglichen, wird das Förderband 552 in zwei im Abstand zueinander parallellaufenden Riemen 552',552'' aufgeteilt, zwischen welchen das Endlosband 71 angeordnet ist (Fig.7). So kann kann beim Ausziehen der Spiralfeder 62 auch das Rücktrum des Endlosbandes 71 genützt werden, an welchem ein an der Spiralfeder angeordnete Ankuppelungsmittel 67 mit dem Endlosband 71 im Eingriff gezeigt ist (siehe Figur 6C). Die Steuerung der Hilfsvorrichtung geschieht nach einem dem Fachmann geläufigen Vorgehen.
Während nun Figur 6a die Auffädelvorrichtung 60̸ in ihrer Bereitschaftsposition zeigt, ist sie in Figur 6B schon in Aktion, um einen ankommenden Flowpackverbund 22 auf den Wickelkern 51 aufzufädeln. In einer vorbereitenden Phase, kurz vorher, wurde mittels der Hilfsvorrichtung 70̸ die am Endlosband 71 befestigte Spiralfeder 62 um etwas mehr als die Länge des Wickeldornumfanges aus dem Federgehäuse herausgezogen. Der vordere Teil des ankommenden Flowpackverbundes 22 läuft, angetrieben von den Riemen 552',552'' und gehalten vom Anpressmittel 52 auf die Spiralfeder 62 auf. Praktisch gleichzeitig beginnt sich der Wickelkern 51 im Gegenuhrzeigersinn (Drehpfeil) zu drehen und die Hilfsvorrichtung bringt die Feder 62 durch eine Richtungsumschaltung des Endlosbandes 71 in Richtung Federgehäuse bzw. zum Wickeldorn zurück. Bei diesem Vorgang wird der Flowpackverbund 22 sanft an den sich in Aufspulrichtung drehenden Wickelkern angedrückt, wobei die um etwas mehr als eine Umfanglänge aus dem Federgehäuse herausgezogene Spiralfeder, die immer noch am Endlosband 71 der Hilfsvorrichtung befestigt ist, dafür sorgt, dass der Flowpackverbund am Wickelkern angedrückt bleibt.
Dieser Teil des Vorgangs ist sehr gut in Figur 6C zu sehen, bei welcher schon eine erste Spulenlage des Flowpackverbundes 22 um den Wickelkern 51 liegend gezeigt ist. Das an der Spiralfeder 62 befestigte, lösbare Ankuppelungsmittel 67 ist gerade im Begriff sich vom immer noch mitlaufenden Endlosband 71 zu lösen. Dabei wird sich der als Aufwickelhilfe dienende Spiralfederteil auch kurzzeitig von der ersten Spulenlage ablösen, um dann zwischen der ersten und zweiten Spulenlage teilweise mit eingewickelt zu werden. Beim später erfolgenden Abwickeln des aufgewickelten Produktes, wird dieser Spiralfederteil wieder in das Federgehäuse zurückgezogen und kann so wieder in die Ausgangsposition zurück gebracht werden, wie dies in Figur 6A gezeigt ist.
Es handelt sich gemäss Erfindung ganz generell um ein Verfahren zum Ordnen eines zusammenhängenden Verpackungsstranges zur Ein- und Auslagerung in Lagereinheiten oder zur Zwischenpufferung während eines Verpackungsvorganges, der die Eigenheit aufweist, dass vor dem Zerschneiden in Produktportionen der mit voller Prozessgeschwindigkeit ausgegebene Verpackungsstranges auf Wickelplatten aufgewickelt und der gebildete Wickel zwischengelagert wird, um ihn weiteren Verfahrensschritten, bspw. eine vorgesehene Vereinzelung, in beliebigem Zeitabstand mit beliebiger Prozessgeschwindigkeit zuzuführen. Die das Verfahren durchführende Vorrichtung ist bestimmt durch einen Wickelplattenantrieb 40̸ und durch diesen antreibbare Wickelplatten 50̸ zum Aufwickeln eines zusammenhöngenden Verpackungsstranges 22, sowie eine Zuführeinrichtung 41 zum Zuführen von leeren Wickelplatten 50̸ an den Wickelplattenantrieb 40̸ und eine Transportvorrichtung 55A,55B zum Zuführen eines Verpackungsstranges 22 an die Wickelplatten 50̸. Einem Wickelplattenantrieb 40̸ können auch mehrere Zuführeinrichtungen 41 zugeordnet sein.

Claims

Verfahren zum Ordnen, Abspeichern und erneutem Einspeisen eines in einer Schlauchbeutelverpackungsanlage hergestellten zusammenhängenden Verpackungsstranges, bei dem die Produkte taktweise in einen Verpackungsschlauch eingeschweisst werden, und anschliessend der so geformte kontinuierliche Verpackungsstrang zur Ein- und Auslagerung in Lagereinheiten oder zur Zwischenpufferung zu einem Wickel aufgewickelt wird, von welchem er wieder abgewickelt und dem Endverpackungsprozess zugeführt wird, wo der Verpackungsstrang in Einzelpackungen zerteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu Wickeln aufgewickelte Verpackungsstränge zur Handhabung und/oder Zwischenlagerung auf Normpaletten angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mehrzahl von Wickeln durch Uebereinanderstapeln Wickeltürme erzeugt werden, die auf Normpaletten gestellt werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Wickel zur Zwischenpufferung für Produkte-Sortierungen verwendet werden.
Vorrichtung zum Ordnen, Abspeichern und erneutem Einspeisen eines in einer Schlauchbeutelanlage hergestellten zusammenhängenden Verpackungsstranges (22), bei welchem die Produkte taktweise in einen Verpackungsschlauch eingeschweisst und nicht in Einzelpackungen zertrennt sind, mit einem Wickelplattenantrieb (40) und durch diesen antreibbaren Wickelplatten (30,50), sowie einer Zuführ- und Wegführeinrichtung (41) zum Zu- und Wegführen von leeren und vollen Wickelplatten an den und vom Wickelplattenantrieb und einer Transportvorrichtung (55A,55B) zum Zuführen eines Verpackungsstranges an die Wickelplatten und zum Wegführen des Verpackungsstranges von den Wickelplatten.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wickelplattenantrieb (40̸) mehrere Zuführeinrichtungen (41) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Wickelplattenantrieb (40̸) und zu einer Zuführeinrichtung (41) heb- bzw. senkbare Plattformen (31) zur Aufnahme von leeren und/oder vollen Wickelplatten (50̸) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelplattenantrieb (40̸) eine in Achsrichtung verschiebbare pneumatische Antriebsachse (47) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (41) an einer Schwenkachse (42) einen Schwenkarm (44) mit einer Greifeinrichtung (45) zum Aufnehmen der Wickelplatten (50̸) und Versetzen dieser unter den Wickelplattenantrieb (40̸) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (55A,55B) für den Verpackungsstrang (22) angetrieben und über Antriebs- (56) und Umlenkrollen (57,57',57'') geführte mit- und gegenläufige Transportbänder (551,552) aufweist, zwischen denen der Verpackungsstrang (22) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10̸, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (55A,55B) einen feststehenden (mit Antriebsrollen 56) und einen schwenkbaren (mit Umlenkrollen 57') Teil aufweist.
Vorrrichtung nach einem der Ansprüche 10̸ oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportvorrichtung (55A,55B) eine Hilfseinrichtung (70̸) zur Auffädelung des Verpackungsstranges (22) zugeordnet ist.
Wickelplatte zur Verwendung in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 10̸ bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (51) zur Auffädelung des Verpackungsstranges (22) eine mit der Hilfseinrichtung (70̸) zur Auffädelung des Verpackungsstranges in wirkverbindung bringbare Bandeinrichtung (62) mit einem Ankuppelungsmittel (67) an die Hilfseinrichtung (70̸) aufweist.
Wickelplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (51) auf der Wickelplatte (50̸) als Federgehäuse ausgebildet ist, in welchem eine Spiralfeder (62) angeordnet ist, die mit einem Zugmittel (71) der Hilfseinrichtung (70̸) über ein lösbares Ankuppelungsmittel (67) verbindbar ist.
Wickelplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankuppelungsmittel (67) auf der Wickelplatte (50̸) der eine Teil eines Klettenverschlusses und das Zugmittel (71) an der Hilfseinrichtung (70̸) der als Endlosband ausgestaltete andere Teil eines Klettenverschlusses ist.
Wickelplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelplatte (30) einen planen Palettenboden (42) aufweist.
Wickelplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelplatte (50̸) einen geneigten Palettenboden (51) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 10̸ bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (55A,55B) für den Verpackungsstrang (22) eine Schneideinrichtung (59) mit einem nachgeordneten Umlenkorgan (59) aufweist.