EP0624516A1 - Apparatus and method for filling a container with articles - Google Patents

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EP0624516A1
EP0624516A1 EP94201335A EP94201335A EP0624516A1 EP 0624516 A1 EP0624516 A1 EP 0624516A1 EP 94201335 A EP94201335 A EP 94201335A EP 94201335 A EP94201335 A EP 94201335A EP 0624516 A1 EP0624516 A1 EP 0624516A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
filling
objects
articles
leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94201335A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Flinkerbusch
Willi Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UPMANN VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH
Stork Bepak BV
Original Assignee
UPMANN VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH
Stork Bepak BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UPMANN VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH, Stork Bepak BV filed Critical UPMANN VERPACKUNGSMASCHINEN GmbH
Publication of EP0624516A1 publication Critical patent/EP0624516A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B5/00Packaging individual articles in containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, jars
    • B65B5/06Packaging groups of articles, the groups being treated as single articles
    • B65B5/061Filled bags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/20Reducing volume of filled material
    • B65B1/22Reducing volume of filled material by vibration

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for filling a container with objects, the objects being positioned over a feed opening at the top of the container and being introduced into the container via a substantially vertical path.
  • the term container means in particular a box, a box or a box.
  • the article can be regular or irregular in shape and can be both deformable and non-deformable.
  • a method and an apparatus as described above are known, for example, from BE-A-545 869, and also from various brochures of the applicant, which describe packaging machines of the 'Kameleon' type.
  • Such a packaging machine is supplied with cardboard by means of a conveyor belt, the lid flaps of which are bent away.
  • An object, or a number of objects simultaneously, is positioned over the opened carton by means of a controlled manipulator and the object is lowered into the carton by dropping it. Since the entire horizontal area of the carton delimited by the carton walls is easily accessible via the feed opening, it is easy to achieve a good degree of filling of the carton by means of a suitable position control program for the manipulator.
  • the manipulator must be set up in such a way that it can carry out a complicated positioning movement in order to move the object over the feed opening of the container into the vicinity of a side wall of the container bring.
  • This solution is far from ideal because it is much more expensive, unreliable and causes additional problems when the container is completely filled.
  • the object of the invention is to reduce the above-mentioned disadvantages and to provide an apparatus and a method with which containers, in particular containers, whose feed opening area is smaller than the largest horizontal cross section of the container, but the invention is not limited to this by simple means can be filled optimally.
  • a device for filling a container with objects comprises a container conveying device for supplying and discharging containers, which are equipped with a feed opening on the top; an article feeding device for feeding the articles to the filling device; a manipulator for positioning one or more objects simultaneously over a container and for inserting each object into the container via a substantially vertical path; and a shaker to be connected to the container and which is intended to shake the container.
  • a device is characterized according to the invention by at least two oscillating plates, on each of which a part of the container is to be placed. The degree of filling of the container is thus increased.
  • An embodiment is preferred as the drive for a vibrating plate in which the underside of the vibrating plate is connected to one end of a leg, the other end of which is connected to a crankshaft mechanism which can be driven by rotation.
  • the shaker comprises at least two vibrating plates, each of which carries part of the container the legs of the respective oscillating plates are preferably connected to the same crankshaft mechanism, the legs being oriented at an angle to one another in order to achieve the desired phase difference between the respective oscillations of the oscillating plates. Good filling results are achieved when the angle enclosed by the legs is approximately 120 °.
  • each oscillating plate is supported by leaf springs which extend essentially at right angles to the longitudinal direction of the leg connected to the oscillating plate.
  • leaf springs which extend essentially at right angles to the longitudinal direction of the leg connected to the oscillating plate.
  • the desired distribution of the objects in the container is preferably achieved in that at least locally a free space is provided in the container when the objects are introduced into the container, in particular a free space between the objects and the vertical wall or the vertical walls of the container.
  • the good distribution of the objects can be promoted by a predetermined filling profile, i.e. the outline of the entire objects in the container, viewed in a vertical plane, is adjusted.
  • the filling profile is essentially M-shaped if more objects are introduced into the container in the vicinity of the free space between the objects and the vertical wall or the vertical walls of the container than at a distance therefrom. The objects, which are close to the free space and then move towards the free space when the container is shaken, have to cover only a very short distance with such a filling profile.
  • the invention also relates to Packaging system for filling cartons with bags, which comprises a weighing system for weighing a quantity of product, a bag filling system for filling a bag with the quantity of product weighed by means of the weighing system and a filling device as described above.
  • FIG. 1a and 1b show a rectangular box 2, which has a feed opening on its top, the area of which is smaller than the horizontal cross section of the inside of the box.
  • the carton 2 can be filled as shown in FIG. 1b .
  • the articles 4 consist of deformable bags which are filled with a number of smaller articles, for example food or the like. From Fig.
  • the 2 comprises two vibrating plates 20 and 22 on which a container, such as box 2, can be placed.
  • the carton 2 is supported by the two vibrating plates 20 and 22.
  • Oscillating plate 20 is fastened to the leaf springs 26 and 28 by means of supports, such as 24, by means of bolt connections 27.
  • the leaf springs 26 and 28 are fastened in a frame of the shaking device in a manner not shown along an edge facing away from the oscillating plate 20.
  • the leaf springs 26 and 28 enable the oscillating plate 20 to move essentially at right angles to the plane of the leaf springs 26 and 28.
  • the oscillating plate 22 is supported in a manner similar to the oscillating plate 20; only a support 30 and a leaf spring 32 are shown in FIG. 2 of this support.
  • a projection 34 is welded to the underside of the oscillating plate 20 and a leg 36 is fastened to the end 38 thereof.
  • This attachment can be both rigid and articulated.
  • the leg 36 is connected to an eccentric 40 which is mounted on an axis 42 which can be driven by rotation.
  • the axis 42 is rotated in a manner not shown by a drive belt 44 which is guided in the groove of a drive wheel 46, which in turn is driven by a motor 48.
  • Both the eccentric 40 and the drive motor 48 are fastened by means of suitable support elements 50 and 52 in the frame of the shaking device.
  • the oscillating plate 22 is driven in the same way as the oscillating plate 20 by a leg 54 which, like the leg 36, is also connected to the eccentric 40, and therefore performs the same shaking motion, only out of phase.
  • the phase difference is due to the fact that the legs 36 and 54 are not aligned in parallel, but are at an angle of about 120 ° to each other.
  • one or more clamping fingers 58 are provided, the angular position of which is adjusted by means of a double-acting cylinder / piston unit 60.
  • Carton 2 is fed to the shaking device 72 by means of a conveyor belt 74, which cartons are brought into the correct position on the oscillating plates 20 and 22 by means of conveyor belts 76 and 78.
  • the conveyor belts 76 and 78 are driven by motors 80 and 82, respectively, and engage the side walls of the carton 2.
  • Conveyor belt 76 can be moved transversely to the conveying direction by means of a cylinder / piston unit 84 to adapt the mutual spacing of the conveyor belts 76 and 78 to the corresponding dimensions of the carton 2.
  • a manipulator 86 which is movable parallel to the plane of the oscillating plates, is set up above the oscillating plates 20 and 22 within the frame 70.
  • objects can be brought into a predeterminable position above the feed opening located on the upper side of the carton 2 and can then be released so that the object falls into the carton.
  • the positioning of successive objects with the aid of the manipulator 86 is controlled by a control device 88.
  • the objects, such as 90, are fed to the manipulator 86 by means of a conveyor belt 92.
  • the carton 2 is placed on a discharge conveyor belt 94 by means of the conveyor belts 76 and 78 and thus removed from the filling device for further processing.
  • the filling device described is part of a packaging system for filling cartons with bags, which comprises a conventional weighing system 100 for weighing a product quantity and a conventional bag filling system 102 for filling a bag with the product quantity weighed by means of the weighing system (see FIG. 3b ).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)

Abstract

Apparatus and method for filling a container (2) with articles (4). The articles (4) are brought into position above a feed orifice on the top side of a container (2) by means of a manipulator (86) and are introduced into the container along an essentially vertical path. The container (2) is shaken during the filling operation or thereafter, so that the articles (4) change position in the container. For this purpose, the lower wall of the container (2) is connected to at least two vibrating plates (20, 22). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Füllen eines Behälters mit Gegenständen, wobei die Gegenstände über einer Zuführöffnung an der Oberseite des Behälters in Stellung gebracht und über eine im wesentlichen senkrechte Bahn in den Behälter eingeführt werden. Im folgenden ist unter der Bezeichnung Behälter insbesondere ein Karton, eine Kiste oder ein Kasten zu verstehen. Der Gegenstand kann regelmäßig oder unregelmäßig geformt sein und kann sowohl verformbar als auch unverformbar sein.The invention relates to an apparatus and a method for filling a container with objects, the objects being positioned over a feed opening at the top of the container and being introduced into the container via a substantially vertical path. In the following, the term container means in particular a box, a box or a box. The article can be regular or irregular in shape and can be both deformable and non-deformable.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung wie oben beschrieben sind zum Beispiel aus BE-A-545 869, und auch aus verschiedenen Broschüren des Anmelders bekannt, worin Verpackungsmaschinen des Typs 'Kameleon' beschrieben werden. Einer derartigen Verpackungsmaschine werden mittels eines Förderbandes Kartons zugeführt, deren Deckelklappen weggebogen sind. Ein Gegenstand, oder eine Anzahl von Gegenständen gleichzeitig, wird mittels eines gesteuerten Manipulators über dem geöffneten Karton in Stellung gebracht und der Gegenstand wird in den Karton hinuntergelassen indem man ihn hineinfallen läßt. Da das gesamte waagerechte, von den Kartonwänden begrenzte Gebiet des Kartons über die Zuführöffnung leicht zugänglich ist, ist es einfach, mittels eines geeigneten Positionssteuerprogramms für den Manipulator einen guten Füllgrad des Kartons zu erreichen.A method and an apparatus as described above are known, for example, from BE-A-545 869, and also from various brochures of the applicant, which describe packaging machines of the 'Kameleon' type. Such a packaging machine is supplied with cardboard by means of a conveyor belt, the lid flaps of which are bent away. An object, or a number of objects simultaneously, is positioned over the opened carton by means of a controlled manipulator and the object is lowered into the carton by dropping it. Since the entire horizontal area of the carton delimited by the carton walls is easily accessible via the feed opening, it is easy to achieve a good degree of filling of the carton by means of a suitable position control program for the manipulator.

Wenn die Fläche der Zuführöffnung des Behälters kleiner ist als der größte waagerechte Querschnitt des Behälters, zum Beispiel wenn der oben erwähnte Karton entlang seiner Seitenwandoberkanten mit sich auf einander zu erstreckenden schmalen Klappen versehen ist, ist es erheblich komplizierter, den Behälter gut zu füllen; der Manipulator muß in dem Fall so eingerichtet sein, daß er eine komplizierte Positionierungsbewegung ausführen kann, um den Gegenstand über die Zuführöffnung des Behälters bis in die Nähe einer Seitenwand des Behälters zu bringen. Diese Lösung ist bei weitem nicht ideal, da sie mit wesentlich höheren Kosten verbunden ist, unzuverlässiger ist und zusätzliche Probleme beim völligen Füllen des Behälters verursacht.If the area of the feed opening of the container is smaller than the largest horizontal cross-section of the container, for example if the above-mentioned carton is provided with narrow flaps which extend towards one another along its upper side walls, it is considerably more complicated to fill the container well; in this case the manipulator must be set up in such a way that it can carry out a complicated positioning movement in order to move the object over the feed opening of the container into the vicinity of a side wall of the container bring. This solution is far from ideal because it is much more expensive, unreliable and causes additional problems when the container is completely filled.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu verringern und eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit der Behälter, insbesondere Behälter deren Zuführöffnungsfläche kleiner ist als der größte waagerechte Querschnitt des Behälters, wobei die Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist, mit einfachen Mitteln optimal gefüllt werden können.The object of the invention is to reduce the above-mentioned disadvantages and to provide an apparatus and a method with which containers, in particular containers, whose feed opening area is smaller than the largest horizontal cross section of the container, but the invention is not limited to this by simple means can be filled optimally.

Nach dem Stand der Technik umfaßt eine Vorrichtung zum Füllen eines Behälters mit Gegenständen eine Behälterfördervorrichtung zum Zu- und Abführen von Behältern, welche an der Oberseite mit einer Zuführöffnung ausgestattet sind; eine Gegenstandszuführvorrichtung für das Zuführen der Gegenstände zur Füllvorrichtung; einen Manipulator zum Positionieren eines Gegenstands oder mehrerer Gegenstände gleichzeitig über einem Behälter, und zum Einführen eines jeden Gegenstandes in den Behälter über eine im wesentlichen senkrechte Bahn; und eine mit dem Behälter zu verbindende Schüttelvorrichtung die dazu vorgesehen ist, den Behälter zu schütteln. Eine derartige Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens zwei Schwingplatten, auf welche jeweils ein Teil des Behälters gestellt werden soll. Der Füllgrad des Behälters wird somit erhöht. Außerdem ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Schwingplatten mit unterschiedlicher Phase schwingen zu lassen, wodurch der Füllgrad des Behälters noch weiter verbessert werden kann.According to the prior art, a device for filling a container with objects comprises a container conveying device for supplying and discharging containers, which are equipped with a feed opening on the top; an article feeding device for feeding the articles to the filling device; a manipulator for positioning one or more objects simultaneously over a container and for inserting each object into the container via a substantially vertical path; and a shaker to be connected to the container and which is intended to shake the container. Such a device is characterized according to the invention by at least two oscillating plates, on each of which a part of the container is to be placed. The degree of filling of the container is thus increased. In addition, there is the advantageous possibility of causing the vibrating plates to vibrate with different phases, whereby the degree of filling of the container can be further improved.

Als Antrieb einer Schwingplatte wird eine Ausführungsform bevorzugt, in der die Schwingplatte an ihrer Unterseite mit einem Ende eines Schenkels verbunden ist, dessen anderes Ende mit einem mittels Rotation antreibbaren Kurbelwellenmechanismus verbunden ist. Wenn die Schüttelvorrichtung mindestens zwei Schwingplatten umfaßt, die jeweils einen Teil des Behälters tragen, sind die Schenkel der jeweiligen Schwingplatten vorzugsweise mit demselben Kurbelwellenmechanismus verbunden, wobei zur Erzielung der erwünschten Phasendifferenz zwischen den jeweiligen Schwingungen der Schwingplatten, die Schenkel in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Gute Füllergebnisse werden erreicht, wenn der von den Schenkeln umschlossene Winkel etwa 120° beträgt.An embodiment is preferred as the drive for a vibrating plate in which the underside of the vibrating plate is connected to one end of a leg, the other end of which is connected to a crankshaft mechanism which can be driven by rotation. If the shaker comprises at least two vibrating plates, each of which carries part of the container the legs of the respective oscillating plates are preferably connected to the same crankshaft mechanism, the legs being oriented at an angle to one another in order to achieve the desired phase difference between the respective oscillations of the oscillating plates. Good filling results are achieved when the angle enclosed by the legs is approximately 120 °.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird jede Schwingplatte von Blattfedern abgestützt, die sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsrichtung des mit der Schwingplatte verbundenen Schenkels erstrecken. Eine derartige Abstützung verschafft jeder Schwingplatte auf besonders einfache Weise die erforderliche Bewegungsfreiheit zur Durchführung einer Vibration.In a preferred embodiment, each oscillating plate is supported by leaf springs which extend essentially at right angles to the longitudinal direction of the leg connected to the oscillating plate. Such support provides each vibrating plate in a particularly simple manner the freedom of movement required to carry out a vibration.

Der erreichbare Füllgrad des Behälters ist in starkem Maße abhängig von den Möglichkeiten, die sich den Gegenständen im Behälter zur optimalen Verteilung bieten (= ein minimales Volumen der gesamten Gegenstände). Die erwünschte Verteilung der Gegenstände im Behälter wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß beim Einführen der Gegenstände in den Behälter zumindest lokal ein Freiraum im Behälter vorgesehen ist, insbesondere ein Freiraum zwischen den Gegenständen und der senkrechten Wand bzw. den senkrechten Wänden des Behälters.The achievable degree of filling of the container depends to a large extent on the possibilities that the objects in the container offer for optimal distribution (= a minimum volume of the entire objects). The desired distribution of the objects in the container is preferably achieved in that at least locally a free space is provided in the container when the objects are introduced into the container, in particular a free space between the objects and the vertical wall or the vertical walls of the container.

Darüber hinaus kann die gute Verteilung der Gegenstände gefördert werden, indem ein vorbestimmtes Füllprofil, d.h. der Umriß der gesamten Gegenstände im Behälter, betrachtet in einer vertikalen Ebene, eingestellt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Füllprofil im wesentlichen M-förmig, wenn man in der Nähe des Freiraums zwischen den Gegenständen und der senkrechten Wand oder den senkrechten Wänden des Behälters mehr Gegenstände in den Behälter einführt als im Abstand davon. Die Gegenstände, die sich nahe dem Freiraum befinden und sich dann beim Schütteln des Behälters zum Freiraum hin verlagern, haben bei einem derartigen Füllprofil nur einen sehr kurzen Weg zurückzulegen.In addition, the good distribution of the objects can be promoted by a predetermined filling profile, i.e. the outline of the entire objects in the container, viewed in a vertical plane, is adjusted. In a preferred embodiment, the filling profile is essentially M-shaped if more objects are introduced into the container in the vicinity of the free space between the objects and the vertical wall or the vertical walls of the container than at a distance therefrom. The objects, which are close to the free space and then move towards the free space when the container is shaken, have to cover only a very short distance with such a filling profile.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verpakkungssystem zum Füllen von Kartons mit Tüten, das ein Wägesystem zum Wägen einer Produktmenge, ein Tütenfüllsystem zum Füllen einer Tüte mit dem mittels des Wägesystems gewogenen Produktmenge und eine Füllvorrichtung wie oben beschrieben, umfaßt.The invention also relates to Packaging system for filling cartons with bags, which comprises a weighing system for weighing a quantity of product, a bag filling system for filling a bag with the quantity of product weighed by means of the weighing system and a filling device as described above.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigt:

  • Fig. 1a eine schematische, perspektivische Ansicht eines rechteckigen Kartons zur Verdeutlichung des Füllvorgangs des Kartons mit Gegenständen;
  • Fig. 1b einen Querschnitt des Kartons gemäß Fig. 1a;
  • Fig. 2 eine Ansicht, teils im Querschnitt, einer Schüttelvorichtung einer Füllvorrichtung;
  • Fig. 3a eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Füllvorrichtung, ausgestattet mit einer Schüttelvorrichtung nach Fig. 2;
  • Fig. 3b eine teilweise schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 3a; und
  • Fig. 3c eine Ansicht im Grundriß der Vorrichtung nach Fig. 3a.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows:
  • Figure 1a is a schematic, perspective view of a rectangular box to illustrate the process of filling the box with objects.
  • 1b shows a cross section of the carton according to FIG. 1a;
  • 2 is a view, partly in cross section, of a shaking device of a filling device;
  • 3a shows a schematic front view of a filling device according to the invention, equipped with a shaking device according to FIG. 2;
  • 3b shows a partially schematic side view of the device according to FIG. 3a; and
  • Fig. 3c is a plan view of the device of Fig. 3a.

In den verschiedenen Figuren sind identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the various figures, identical parts are provided with the same reference symbols.

Fig. 1a und 1b zeigen einen rechteckigen Karton 2, der an seiner Oberseite eine Zuführöffnung aufweist, deren Fläche kleiner ist als der waagerechte Querschnitt des Kartoninnern. Wenn ein solcher Karton 2 mit Gegenständen 4 gefüllt wird, welche in senkrechte Richtung in Richtung der Pfeile 6 in den Karton 2 eingeführt werden, zum Beispiel unter Einwirkung der Schwerkraft, kann eine Füllung des Kartons 2 wie sie in Fig. 1b gezeigt wird, zustandekommen. In diesem Falle wurde angenommen, daß die Gegenstände 4 aus verformbaren Tüten bestehen, die mit einer Anzahl kleinerer Gegenstände gefüllt sind, zum Beispiel Nahrungsmittel oder dergleichen. Aus Fig. 1b geht hervor, daß die Füllung des Kartons 2 aufgrund der Klappen 8 und gegebenenfalls der - strichliert dargestellten - Klappen 10 bei weitem nicht optimal sein wird, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden; zwischen einer Seitenwand 12 und sich im Karton 2 befindenden Produkten bleibt ein beträchtlicher Freiraum ungenutzt. Wenn man nun den Karton erfindungsgemäß in Schwingung versetzt, zum Beispiel in die Richtungen des Doppelpfeils 14, verlagern sich die höher gelegenen Gegenstände 4 seitlich und nach unten und füllen den im Karton 2 bestehenden Freiraum aus. Somit wird der Füllgrad des Kartons erheblich verbessert.1a and 1b show a rectangular box 2, which has a feed opening on its top, the area of which is smaller than the horizontal cross section of the inside of the box. If such a carton 2 is filled with objects 4 which are introduced into the carton 2 in the vertical direction in the direction of the arrows 6, for example under the influence of gravity, the carton 2 can be filled as shown in FIG. 1b . In this case it was assumed that the articles 4 consist of deformable bags which are filled with a number of smaller articles, for example food or the like. From Fig. 1b it can be seen that the filling of the carton 2 due to the flaps 8 and possibly the flaps 10 - shown in dashed lines - will be far from optimal if no special measures are taken; between one Sidewall 12 and products in the box 2, a considerable amount of space remains unused. If the carton is now vibrated according to the invention, for example in the directions of the double arrow 14, the higher objects 4 are shifted laterally and downwards and fill the space in the carton 2. This significantly improves the filling level of the cardboard.

Die Schüttelvorrichtung nach Fig. 2 umfaßt zwei Schwingplatten 20 und 22, auf die ein Behälter, wie zum Beispiel Karton 2, gestellt werden kann. Der Karton 2 wird dabei von den beiden Schwingplatten 20 und 22 abgestützt. Schwingplatte 20 ist durch Stützen, wie zum Beispiel 24, mittels Bolzenverbindungen 27 an den Blattfedern 26 und 28 befestigt. Die Blattfedern 26 und 28 sind auf nicht näher dargestellte Weise entlang einer Kante, die von der Schwingplatte 20 abgewandt ist, in einem Rahmen der Schüttelvorrichtung befestigt. Die Blattfedern 26 und 28 ermöglichen eine Bewegung der Schwingplatte 20 im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene der Blattfedern 26 und 28. Die Schwingplatte 22 wird ähnlich wie Schwingplatte 20 abgestützt; in Fig. 2 ist von dieser Abstützung lediglich eine Stütze 30 und eine Blattfeder 32 dargestellt. An der Unterseite der Schwingplatte 20 ist ein Vorsprung 34 angeschweißt, an dessen Ende 38 ein Schenkel 36 befestigt ist. Diese Befestigung kann sowohl starr wie gelenkig sein. Am anderen Ende ist der Schenkel 36 mit einem Exzenter 40 verbunden, der auf einer mittels Rotation antreibbaren Achse 42 gelagert ist. Die Achse 42 wird auf nicht näher dargestellte Weise in Rotation versetzt durch einen Treibriemen 44, der in der Nut eines Antriebsrads 46 geführt ist, welches seinerseits von einem Motor 48 angetrieben wird. Sowohl der Exzenter 40 als der Antriebsmotor 48 sind mittels geeigneter Stützelemente 50 bzw. 52 im Rahmen der Schüttelvorrichtung befestigt. Die Schwingplatte 22 wird in gleicher Weise wie Schwingplatte 20 von einem Schenkel 54 angetrieben, der ebenfalls, wie Schenkel 36, mit dem Exzenter 40 verbunden ist, und deshalb die gleiche Schüttelbewegung ausführt, lediglich phasenverschoben. Die Phasendifferenz ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Schenkel 36 und 54 nicht parallel ausgerichtet sind, sondern in einem Winkel von etwa 120° zu einander stehen.2 comprises two vibrating plates 20 and 22 on which a container, such as box 2, can be placed. The carton 2 is supported by the two vibrating plates 20 and 22. Oscillating plate 20 is fastened to the leaf springs 26 and 28 by means of supports, such as 24, by means of bolt connections 27. The leaf springs 26 and 28 are fastened in a frame of the shaking device in a manner not shown along an edge facing away from the oscillating plate 20. The leaf springs 26 and 28 enable the oscillating plate 20 to move essentially at right angles to the plane of the leaf springs 26 and 28. The oscillating plate 22 is supported in a manner similar to the oscillating plate 20; only a support 30 and a leaf spring 32 are shown in FIG. 2 of this support. A projection 34 is welded to the underside of the oscillating plate 20 and a leg 36 is fastened to the end 38 thereof. This attachment can be both rigid and articulated. At the other end, the leg 36 is connected to an eccentric 40 which is mounted on an axis 42 which can be driven by rotation. The axis 42 is rotated in a manner not shown by a drive belt 44 which is guided in the groove of a drive wheel 46, which in turn is driven by a motor 48. Both the eccentric 40 and the drive motor 48 are fastened by means of suitable support elements 50 and 52 in the frame of the shaking device. The oscillating plate 22 is driven in the same way as the oscillating plate 20 by a leg 54 which, like the leg 36, is also connected to the eccentric 40, and therefore performs the same shaking motion, only out of phase. The phase difference is due to the fact that the legs 36 and 54 are not aligned in parallel, but are at an angle of about 120 ° to each other.

Zwecks guter mechanischer Verbindung zwischen dem Karton 2 und der Schwingplatten 20 und 22 sind ein oder mehrere um eine Achse drehbare Spannfinger 58 vorgesehen, deren Winkelstellung mittels einer doppeltwirkenden Zylinder/Kolbeneinheit 60 eingestellt wird.For the purpose of a good mechanical connection between the carton 2 and the oscillating plates 20 and 22, one or more clamping fingers 58 are provided, the angular position of which is adjusted by means of a double-acting cylinder / piston unit 60.

Die Schüttelvorrichtung nach Fig. 2 bildet einen Teil einer Füllvorrichtung, deren Aufbau im folgenden anhand von Fig. 3a-3c erörtert wird. In einem Rahmen 70 ist eine Schüttelvorrichtung nach Fig. 2, die insgesamt mit Bezugszeichen 72 bezeichnet ist, aufgestellt. Der Schüttelvorrichtung 72 werden mittels eines Förderbandes 74 Kartons 2 zugeführt, die mittels Förderbändern 76 und 78 in die richtige Stellung auf den Schwingplatten 20 und 22 gebracht werden. Die Förderbänder 76 und 78 werden von Motoren 80 bzw. 82 angetrieben und greifen an den Seitenwänden des Kartons 2 an. Förderband 76 kann quer zur Förderrichtung bewegt werden mittels einer Zylinder/Kolbeneinheit 84 zur Anpassung des gegenseitigen Abstands der Förderbänder 76 und 78 an die entsprechenden Abmessungen des Kartons 2.2 forms part of a filling device, the structure of which is discussed below with reference to FIGS. 3a-3c. A shaking device according to FIG. 2, which is designated overall by reference numeral 72, is set up in a frame 70. Carton 2 is fed to the shaking device 72 by means of a conveyor belt 74, which cartons are brought into the correct position on the oscillating plates 20 and 22 by means of conveyor belts 76 and 78. The conveyor belts 76 and 78 are driven by motors 80 and 82, respectively, and engage the side walls of the carton 2. Conveyor belt 76 can be moved transversely to the conveying direction by means of a cylinder / piston unit 84 to adapt the mutual spacing of the conveyor belts 76 and 78 to the corresponding dimensions of the carton 2.

Über den Schwingplatten 20 und 22 ist innerhalb des Rahmens 70 ein parallel zur Ebene der Schwingplatten beweglicher Manipulator 86 aufgestellt. Mittels des Manipulators 86 können Gegenstände in eine vorbestimmbare Stellung über der sich an der Oberseite des Kartons 2 befindenden Zuführöffnung gebracht werden und anschließend losgelassen werden, so daß der Gegenstand in den Karton fällt. Die Positionierung aufeinanderfolgender Gegenstände mit Hilfe des Manipulators 86 wird von einer Steuervorrichtung 88 gesteuert. Die Gegenstände, wie zum Beispiel 90, werden dem Manipulator 86 mittels eines Förderbandes 92 zugeführt.A manipulator 86, which is movable parallel to the plane of the oscillating plates, is set up above the oscillating plates 20 and 22 within the frame 70. By means of the manipulator 86, objects can be brought into a predeterminable position above the feed opening located on the upper side of the carton 2 and can then be released so that the object falls into the carton. The positioning of successive objects with the aid of the manipulator 86 is controlled by a control device 88. The objects, such as 90, are fed to the manipulator 86 by means of a conveyor belt 92.

Nachdem die Kartons 2 mit Hilfe der Füllvorrichtung nach Fig. 3a-3c gefüllt worden sind, und die Gegenstände optimal im Karton verteilt wurden, indem der Karton durch die Schüttelvorrichtung 72 in Schwingung versetzt wurde, wird der Karton 2 mittels der Förderbänder 76 und 78 auf ein Abfuhrförderband 94 gestellt und somit von der Füllvorrichtung entfernt zur weiteren Verarbeitung.After the boxes 2 have been filled with the aid of the filling device according to FIGS. 3a-3c, and the objects were optimally distributed in the carton by setting the carton in vibration by the shaking device 72, the carton 2 is placed on a discharge conveyor belt 94 by means of the conveyor belts 76 and 78 and thus removed from the filling device for further processing.

In einer praktischen Anwendung ist die beschriebene Füllvorrichtung Teil eines Verpackungssystems zum Füllen von Kartons mit Tüten, das ein herkömmliches Wägesystem 100 zum Wägen einer Produktmenge und ein herkömmliches Tütenfüllsystem 102 zum Füllen einer Tüte mit der mittels des Wägesystems gewogenen Produktmenge umfaßt (s. Fig. 3b).In a practical application, the filling device described is part of a packaging system for filling cartons with bags, which comprises a conventional weighing system 100 for weighing a product quantity and a conventional bag filling system 102 for filling a bag with the product quantity weighed by means of the weighing system (see FIG. 3b ).

Es liegt auf der Hand, daß der höchste Durchsatz beim erfindungsgemäßen Füllen von Behältern erreicht wird, wenn der Behälter während des Füllens derselben geschüttelt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Schüttelvorrichtung und die Füllvorrichtung getrennt aufzustellen und den Karton erst zu schütteln, nachdem er mit der vorbestimmten Zahl von Gegenständen gefüllt wurde.It is obvious that the highest throughput when filling containers according to the invention is achieved if the container is shaken during the filling thereof. However, it is also possible to set up the shaking device and the filling device separately and to shake the carton only after it has been filled with the predetermined number of objects.

Claims (8)

Vorrichtung zum Füllen eines Behälters (2) mit Gegenständen (4), die:
   eine Behälterfördervorrichtung (74, 76, 78, 94) zum Zu- und Abführen von Behältern (2), welche an der Oberseite mit einer Zuführöffnung ausgestattet sind;
   eine Gegenstandszuführvorrichtung (92) für das Zuführen der Gegenstände (4) zur Füllvorrichtung;
   einen Manipulator (86) zum in Stellung Bringen eines Gegenstands (4) oder mehrerer Gegenstände (4) gleichzeitig über einem Behälter (2), und zum Einführen eines jeden Gegenstandes (4) in den Behälter (2) über eine im wesentlichen senkrechte Bahn; und
   eine mit dem Behälter (2) zu verbindende Schüttelvorrichtung (72) die dazu vorgesehen ist, den Behälter (2) zu schütteln, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttelvorrichtung (72) wenigstens zwei Schwingplatten (20, 22) umfaßt, auf welche jeweils ein Teil des Behälters (2) gestellt werden soll.
Device for filling a container (2) with objects (4), which:
a container conveying device (74, 76, 78, 94) for feeding and discharging containers (2) which are equipped with a feed opening on the top;
an article feeding device (92) for feeding the articles (4) to the filling device;
a manipulator (86) for positioning an object (4) or several objects (4) simultaneously over a container (2) and for inserting each object (4) into the container (2) via a substantially vertical path; and
a shaking device (72) to be connected to the container (2) and intended to shake the container (2), characterized in that the shaking device (72) comprises at least two vibrating plates (20, 22), each of which part of the container (2) is to be placed.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingplatten (20, 22) so angetrieben werden, daß eine Schwingung mit unterschiedlicher Phase zustandekommt.Filling device according to claim 1, characterized in that the oscillating plates (20, 22) are driven in such a way that an oscillation occurs with a different phase. Füllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingplatten (20, 22) an ihren Unterseiten jeweils gelenkig mit dem einen Ende (38) eines Schenkels (36, 54) verbunden sind, wobei das andere Ende eines jeden Schenkels (36, 54) mit einem mittels Rotation antreibbaren Kurbelwellenmechanismus (40) verbunden ist und die Schenkel (36, 54) in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind.Filling device according to claim 2, characterized in that the oscillating plates (20, 22) are each articulated on their undersides to one end (38) of a leg (36, 54), the other end of each leg (36, 54) is connected to a crankshaft mechanism (40) which can be driven by rotation and the legs (36, 54) are aligned at an angle to one another. Füllvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Schenkeln (36, 54) umschlossene Winkel etwa 120° beträgt.Filling device according to claim 3, characterized in that the angle enclosed by the legs (36, 54) is approximately 120 °. Füllvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwingplatte (20, 22) von Blattfedern (26, 28, 32) abgestützt wird, die sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsrichtung des mit der Schwingplatte (20, 22) verbundenen Schenkels (36, 54) erstrecken.Filling device according to one of claims 3 or 4, characterized in that each oscillating plate (20, 22) is supported by leaf springs (26, 28, 32) which extend substantially at right angles to the longitudinal direction of the leg (36, 54) connected to the oscillating plate (20, 22). Verfahren zum Füllen eines Behälters (2) mit Gegenständen (4) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Gegenstände (4) über einer Zuführöffnung an der Oberseite des Behälters (2) in Stellung gebracht und über eine im wesentlichen senkrechte Bahn in den Behälter (2) eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einführen der Gegenstände (4) in den Behälter (2) zumindest lokal ein Freiraum zwischen den Gegenständen (4) und der senkrechten Wand (12) bzw. den senkrechten Wänden (12) des Behälters (2) vorgesehen ist.A method of filling a container (2) with articles (4) with an apparatus according to any one of claims 1-5, wherein the articles (4) are positioned over a feed opening at the top of the container (2) and over a substantially vertical one Web into the container (2), characterized in that when the objects (4) are introduced into the container (2), at least locally, a free space between the objects (4) and the vertical wall (12) or the vertical walls ( 12) of the container (2) is provided. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Freiraums mehr Gegenstände (4) in den Behälter (2) eingeführt werden als im Abstand davon.Method according to Claim 6, characterized in that more objects (4) are introduced into the container (2) in the vicinity of the free space than at a distance therefrom. Verpackungssystem zum Füllen von Kartons (2) mit Tüten (4;90), das:
   ein Wägesystem (100) zum Wägen einer Produktmenge;
   ein Tütenfüllsystem (102) zum Füllen einer Tüte (4;90) mit dem mittels des Wägesystems gewogenen Produktmenge; und
   eine Füllvorrichtung zum Füllen von Kartons (2) mit den gefüllten Tüten (4;90) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, umfaßt.
Packaging system for filling boxes (2) with bags (4; 90), which:
a weighing system (100) for weighing a quantity of product;
a bag filling system (102) for filling a bag (4; 90) with the quantity of product weighed by means of the weighing system; and
a filling device for filling boxes (2) with the filled bags (4; 90) according to one or more of claims 1-7.
EP94201335A 1993-05-14 1994-05-11 Apparatus and method for filling a container with articles Withdrawn EP0624516A1 (en)

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