EP1389166B2

EP1389166B2 - Vorrichtung zum einschieben von packgut in packmittel

Info

Publication number: EP1389166B2
Application number: EP02742740A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Wieduwilt; Guenther Lade; Eberhard Krieger; Ruediger Grabowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-12
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: EP1389166B1; WO2002092432A2; DE50202725D1; WO2002092432A3; US6971215B2; DE10123217A1; EP1571084A1; EP1389166A2; US20040025472A1; BR0205269A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschieben von Packgut in Packmittel, insbesondere von Blisterstreifen in vorzugsweise Faltschachteln, nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Eine Vorrichtung zum Einschieben von Gegenständen, wie insbesondere Blisterstreifen, in Faltschachteln ist aus der DE 199 02 453 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist Teil einer Kartoniermaschine und weist eine erste taktweise umlaufene Fördereinrichtung für Faltschachteln auf, die zwischen im Abstand zueinander verstellbaren Mitnehmern der ersten Fördereinrichtung angeordnet sind. Parallel und beabstandet zur ersten Fördereinrichtung ist eine in der gleichen Richtung wie die erste Fördereinrichtung taktweise umlaufende zweite Fördereinrichtung für die Blisterstreifen angeordnet. Die zweite Fördereinrichtung ist mit stirnseitig offenen Bechern, in denen sich im Betrieb der Kartoniermaschine jeweils wenigstens ein einzuschiebender Blisterstreifen befindet, versehen. Zwischen den beiden Fördereinrichtungen ist eine Einführhilfeeinrichtung ortsfest angeordnet, die zwei auf einer Überschiebeplatte senkrecht angeordnete, in Achsen schwenkbare Platten umfaßt. Weiter ist zwischen der Einführhilfeeinrichtung und der zweiten Fördereinrichtung eine Prospektzuführeinrichtung mit einer Prospektzange angeordnet, die für jede Faltschachtel einen Prospekt bereithält.
Auf der der ersten Fördereinrichtung abgewandten Seite der zweiten Fördereinrichtung weist die Vorrichtung eine Konsole auf, die an einer Gestellwand auf der den Fördereinrichtungen gegenüberliegenden Seite befestigt ist, welche oberhalb der Konsole eine Öffnung hat.
An der Konsole selbst sind drei Servomotoren befestigt, wobei der erste Servomotor einen Zahnriemen antreibt, der an drei an der Konsole gelagerten Rollen umgelenkt wird. Zwischen den beiden auf einer oberen Ebene angeordneten Rollen ist an dem Zahnriemen ein in einer horizontal ausgerichteten Stange verschiebbarer Mitnehmer befestigt, der mit einem als Einschubstößel wirkenden Einschieber verbunden ist. Eine Länge des Einschiebers ist zusammen mit dem Verstellweg des Zahnriemens zwischen zwei der drei Rollen derart abgestimmt, daß sich während der Förderphase der Fördereinrichtungen das vordere Ende des Einschiebers zwischen der Fördereinrichtung für die Blisterstreifen und der Gestellwand befindet. In der Stillstandsphase der Fördereinrichtungen reichen das vordere Ende des Einschiebers zum Einschieben der Blisterstreifen in die Faltschachtel bis an den Öffnungsquerschnitt der Faltschachtel heran.
An einer Antriebswelle eines zweiten Servomotors ist ein Hebel befestigt, welcher mittels einer ersten Stange mit einem eine Längsbohrung aufweisenden Halteblock gekoppelt ist. Weiter ist der zweite Servomotor mit einer streifenförmigen Abdeckzunge gekoppelt, welche beim Einschieben der Blisterstreifen in eine Faltschachtel von oben auf den einen Blisterstreifen bzw. auf einen Blisterstreifenstapel gelegt wird und zusammen mit dem Einschieber in Richtung der Faltschachtel geführt wird.
Diese bekannte Vorrichtung zum Einschieben von Blisterstreifen in Faltschachteln weist jedoch den Nachteil auf, daß diese nur für einen getakteten Betrieb einer Kartoniermaschine eingesetzt werden kann, so daß ein maximaler Durchsatz einer mit der vorbeschriebenen Vorrichtung versehenen Kartoniermaschine im Vergleich zu einer kontinuierlich betriebenen Kartoniermaschine gering ist.
Aus der DE 43 06 170 C1 ist eine Vorrichtung zum Einschieben von Blisterstreifen in Faltschachteln bekannt, mit welcher ein kontinuierlicher Betrieb einer Kartoniermaschine möglich ist. Diese Vorrichtung weist eine umlaufende Packguteinschubkette und eine umlaufende Behältertransportkette auf, die sich zumindestens auf einem dem Einschubvorgang zugeordneten Teilweg ihres Umlaufs parallel und synchron nebeneinander bewegen. Die Packguteinschubkette ist auf der von der Behältertransportkette abgewandten Seite der Packguttransportkette angeordnet und weist Wagen auf, an.welchen das Packgut quer zur Kettenlaufrichtung in die Behälter einschiebende, bezüglich ihrer Einschubbewegung steuerbare Einschubstößel geführt sind.
Ferner weist die Vorrichtung der DE 43 06 170 C1 Mittel zur Positionierung von Prospekten vor den Einschuböffnungen der Behälter auf. Dazu sind an parallel zu den Einschubstößeln ausgerichteten Niederhaltestößeln das Packgut beim Einschieben von oben beaufschlagende Niederhaltezungen angeordnet, die längsverschiebbar in längs des Teilwegs parallel und synchron mit den Wagen bewegten Schlitten geführt sind. Die umlaufenden Schlitten sind dabei mit je einer Kurvenrolle an einer in sich geschlossenen Kurvenbahn geführt. Die Niederhaltestößel sind zu ihrer Längsverschiebung mit je einer Steuerrolle an einer ebenfalls in sich geschlossenen Steuerkurve geführt. Die Kurvenbahn und die Steuerkurve folgen über jeweils ihre gesamte Länge dem Umlauf der Wagen und sind an einem Kurventräger angeordnet, der aus mindestens zwei Teilen besteht. Von diesen Teilen ist mindestens ein Kurventrägerteil mit den dem Teilweg zugeordneten Abschnitten der Kurvenbahn und der Steuerkurve versehen, das zur Formatanpassung relativ zu den sich auf dem Teilweg bewegenden Wagen in der zur Längsrichtung der Niederhaltestößel und zur Bewegungsrichtung der Wagen senkrechten Richtung verstellbar angeordnet ist.
An den Wagen ist jeweils mindestens eine Führungssäule vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Wagen und zur Längsrichtung der Niederhaltestößel ausgerichtet ist. Weiter ist.an der Führungssäule jeweils einer der Schlitten in durch die Kurvenbahn gesteuerter Weise verschiebbar geführt.
Nachteilig ist hier jedoch, daß diese kontinuierlich arbeitende Vorrichtung mit umlaufenden Einschubstößeln und Einschubzungen versehen ist, wobei für den Betrieb eine große Anzahl bewegter Teile erforderlich ist, von denen aber nur jeweils ein geringer Anteil im Eingriff ist, was einen geringen Nutzungsgrad der erforderlichen Teile nach sich zieht.
weiter ist von Nachteil, daß die Bewegungssteuerung über feste mechanische Kurvenscheiben und Weichen erfolgt, die einen hohen Verschleiß aufweisen und eine äußerst eingeschränkte Flexibilität bei veränderlichen, sich aufgrund unterschiedlicher Formate des Packguts ergebender Anforderungen an die Einschubbewegung der Einschubstößel bzw. der Einschubzungen aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einschieben von Packgut in Packmittel, insbesondere von Blisterstreifen in vorzugsweise Faltschachteln, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Kartoniermaschine kontinuierlich betrieben werden kann und die verschiedenen Bauteile der Vorrichtung nur einen geringen Verschleiß aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, daß mit dem erfindungsgemäßen Einschubprinzip kein Umlauf eines oder mehrerer Einschubstößel und einer oder mehrerer Abdeckzungen bzw. Einschubzungen erforderlich ist, da die Einschubeinrichtung und die Voreinschubeinrichtung über einen translatorischen Hin- und Rücklauf parallel zu den Fördereinrichtungen für das Packgut und das Packmittel verstellt werden können, womit ein kontinuierlicher Verpackungsprozeß möglich ist.
Da die Steuerung der Bewegungen der Einschubeinrichtung und der Voreinschubeinrichtung ausschließlich über servomotorische Antriebseinrichtungen erfolgt, sind keine mechanischen Weichen oder Kurvenscheiben, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen vorgesehen sind, erforderlich, so daß eine vollständige Unabhängigkeit der Einschubkomponenten zum Einschieben von Packgut in Packmittel von anderen Maschinenkomponenten erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß die Anzahl der bewegten Teile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten kontinuierlich betreibbaren Vorrichtungen deutlich geringer ist und die Abhängigkeit der Maschinengenauigkeit vom Verschleißzustand bestimmter Führungsbauteile der Einschubeinrichtung und der Voreinschubeinrichtung wesentlich geringer ist, da aufwendige mechanische Verschleißteile, wie Kurventeile und Weichen, entfallen. Durch den Wegfall der aufwendig herzustellenden Verschleißteile werden die Herstellkosten einer Vorrichtung nach der Erfindung und der Gesamtpreis einer Kartoniermaschine deutlich gesenkt.
Weiter weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß jede durch das Packgut oder das Packmittel bedingte Formatumstellung softwareseitig in einer Motorsteuerung der Servomotoren der Antriebseinrichtungen abgebildet werden kann. Liegen Änderungen des Packgutformates und/oder des Faltschachtelformates bzw. des Packmittelformates vor, sind mit Ausnahme eines Austausches von Formatteilen der Einschubeinrichtung und der Voreinschubeinrichtung keinerlei mechanische Umstellungen mehr erforderlich, da im wesentlichen alle format- oder packgutbedingten Umstellungen der Vorrichtung über mathematische Beziehungen abbildbar sind und softwaregestützt in der Antriebssteuerung hinterlegt werden können. Darüber hinaus besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, auf bestimmte Betriebszustände durch eine entsprechende in der Servosteuerung hinterlegte Software automatisch reagieren zu können.
Zusätzlich ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung von Vorteil, daß eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Kartoniermaschine sowohl getaktet als auch kontinuierlich betrieben werden kann, wobei bei getaktetem Betrieb der Kartoniermaschine die Bewegung der Einschubeinrichtung und der Voreinschubeinrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen über die mit diesen gekoppelte weitere servomotorische Antriebseinrichtung entfällt.
Durch die Entkopplung von anderen Maschinenkomponenten und den Einsatz der servomotorischen Antriebseinrichtungen wird eine flexible Reaktion auf Packguteigenschaften hinsichtlich Abmessungen, Empfindlichkeit und die Lage in einem Packgutbecher der Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packgut möglich.
Die Bewegungen der Einschubeinrichtung und der Voreinschubeinrichtung können vorteilhafterweise flexibel, d.h. allein durch die Änderung einzelner Programmparameter, an die Packguterfordernisse angepaßt werden, so daß auf diese Weise der Bewegungsverlauf an sich, der beispielsweise durch ein Weg-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofil beschrieben wird, oder einzelne Werte, wie eine Auftreffgeschwindigkeit des Einschubstößels auf das Packgut oder eine Maximalbeschleunigung, ohne mechanische Umstellungen bzw. den Tausch von Formatteilen sogar während des Betriebs einer Kartoniermaschine veränderbar sind.
Ein Geschwindigkeitsprofil des Hubes des Einschubstößels läßt sich in vorteilhafter Weise zur wirksamen Erleichterung des gesamten Einschubvorganges nutzen. So kann bei niedriger Auftreffgeschwindigkeit auf das Packgut eine Haftreibung zwischen dem Packgutbecher und dem Packgut überwunden werden, ohne daß es zum Ausbeulen bzw. Ausknicken des Packgutes kommt. Den wesentlichen Anteil der erforderlichen Beschleunigung erfährt das Packgut erst im Gleitreibungsbereich, wenn es sich bereits in Bewegung befindet. Infolgedessen reduziert sich die durch den Voreinschub auf das Packgut auszuübende Druckkraft, so daß mögliche Beschädigungen des Packgutes auf einfache Art und Weise vermieden werden.
Zusätzlich kann in vorteilhafter Weise das Motormoment der servomotorischen Antriebseinrichtungen überwacht werden, wodurch insbesondere bei Crash-Situationen eine automatische Überlasterkennung möglich ist, mittels der vor dem Auftreten von Beschädigungen an Bauteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein automatischer Maschinenstopp durchführbar ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematisierte dreidimensionale Darstellung einer Vorrichtung zum Einschieben von Blisterstreifen in Faltschachteln,
Figur 2 eine Einschubeinrichtung der Vorrichtung gemäß Figur 1 in teilweise vereinfachter perspektivischer Darstellung,
Figur 3 eine Detailansicht einer Löseeinrichtung zum Trennen eines Einschubstößels von einem Zahnriemen,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer Lagerung der Einschubeinrichtung in Querhubrichtung, und
Figur 5 eine Voreinschubeinrichtung in einer perspektivischen Rückansicht in teilweise vereinfachter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 1 ist Teil einer Kartoniermaschine und wird beispielsweise zum Einschieben von Blisterstreifen in Faltschachteln verwendet. Die Vorrichtung 1 weist eine Einschubeinrichtung 2 und eine Voreinschubeinrichtung 3 auf, welche mit einer ersten nicht näher dargestellten Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Blisterstreifen bzw. Packgut und einer zweiten Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Faltschachteln bzw. Packmittel korrespondieren.
Die Einschubeinrichtung 2 besteht aus mehreren Einschubmodulen 4A, 4B, 4C, welche jeweils einen Einschubstößel 5 zum Verschieben des Packgutes aufweisen. Die Voreinschubeinrichtung 3 ist aus mehreren Voreinschubmodulen 6A, 6B, 6C gebildet, die jeweils eine mit einem Einschubstößel 5A, 5B, 5C der Einschubmodule 4A, 4B, 4C korrespondierende Abdeckzunge 7A, 7B, 7C aufweisen.
Die Einschubstößel 5A bis 5C und die Abdeckzungen 7A bis 7C sind quer zu einer Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen führbar, wobei die Bewegungen der Einschubstößel 5A bis 5C und der Abdeckzungen 7A bis 7C jeweils mittels einer mit den Einschubstößeln 5A bis 5C und der Abdeckzungen 7A bis 7C gekoppelten servomotorischen Antriebseinrichtung 8, 9, 10 erzeugbar sind.
Die Einschubeinrichtung 2 und die Voreinschubeinrichtung 3 sind im kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung 1 über eine mit diesen gekoppelte weitere servomotorische Antriebseinrichtung 11 parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen oszillierend verstellbar. Diese Bewegung der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 ist durch den in der Figur 1 dargestellten Doppelpfeil wiedergegeben und wird über einen Querhubantrieb der Vorrichtung 1 bewirkt, wobei der Begriff "quer" im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf die Einschubrichtung bezogen ist.
Die Vorrichtung 1 weist ein aus zwei seitlichen Gestellplatten 12A, 12B und einer Grundplatte 13 bestehendes Tragegestell 14 auf, welches die Einschubeinrichtung 2 und die Voreinschubeinrichtung 3 aufnimmt. Die Grundplatte 13 übernimmt dabei die Stabilisierung des Tragegestells 14 und darüber hinaus die Lagerung der Einschubmodule 4A bis 4C.
Die Vorrichtung 1 bzw. die Einschubeinrichtung 2 und die Voreinschubeinrichtung 3 weisen vier Einzelbewegungen auf, welche über vier Servomotoren 15, 16, 17, 18 mit geeigneten Zwischengetrieben 19, 20, 21, 22 erzeugt werden.
Zur besseren Erläuterung der verschiedenen Bewegungsrichtungen ist in der Figur 1 ein kartesisches Koordinatensystem mit einer X-, Y- und Z-Richtung dargestellt. So ist die oszillierende Bewegung der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 über die servomotorische Antriebseinrichtung 11 bzw. den Querhubantrieb in X-Richtung vorgesehen und die Bewegung der Einschubstößel 5A bis 5C über die servomotorische Antriebseinrichtung 8 bzw. den Stößelhubantrieb wird in Z-Richtung durchgeführt. Eine Bewegung der Voreinschubeinrichtung 3 bzw. der Abdeckzungen 7A bis 7C wird mittels der servomotorischen Antriebseinheiten 9, 10 bzw. deren als Zahnriemengetriebestufen 20, 21 ausgebildeten Zwischengetrieben erzeugt. Dabei wird über die servomotorische Antriebseinrichtung 9 eine Bewegung der Abdeckzungen 7A bis 7C vorrangig in Y-Richtung erzeugt und über die servomotorische Antriebseinrichtung 10 eine Bewegung der Abdeckzungen 7A bis 7C vorrangig in Z-Richtung bzw. eine ungefähre Horizontalbewegung bewirkt.
Die Bewegungen der Zahnriemengetriebestufen 20, 21 werden über zwei Antriebswellen 23, 24 in zwei gleichartige, jeweils direkt neben den Gestellplatten 12A, 12B angeordnete Hebelgetriebe 25 eingeleitet und mittels einer Führungswelle zu einer kombinierten Bewegung überlagert, wobei die Voreinschubeinrichtung 3 auf der Führungswelle 26 in X-Richtung bzw. in Querhubrichtung verschieblich angeordnet ist. Die Querhubbewegung der Voreinschubeinrichtung 3 wird direkt von einer Querhubbewegung der Einschubeinrichtung 2 abgeleitet.
Die Abdeckung des einzuschiebenden Packgutes bzw. der Blisterpackungen übernehmen die Abdeckzungen 7A bis 7C, die jeweils das Funktionsbauteil eines Voreinschubmodules 6A bzw. 6B bzw. 6C darstellen.
Von dem Servomotor 15 der servomotorischen Antriebseinrichtung 8 wird die Antriebsbewegung über das als Zahnriemengetriebestufe ausgebildete Zwischengetriebe 19 auf eine im Trägergestell 14 gelagerte Profilwelle 27 übertragen.
Eine vergrößerte und schematisierte Darstellung der Einschubeinrichtung 2 ist in der Figur 2 dargestellt, wobei die Profilwelle 27 mehrere über den Umfang verteilte, sich in axialer Richtung der Profilwelle 27 erstreckende Nasen bzw. Hervorhebungen 28 aufweist, die in in der Figur 3 näher dargestellte Nuten 29 eines auf der Profilwelle 27 angeordneten Schiebestückes 30 zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Profilwelle 27 und dem Schiebestück 30 eingreifen.
Durch die konstruktive Ausgestaltung der Einschubeinrichtung 2 mit der Profilwelle 27 und dem in Rotationsrichtung daran fest verbundenen Schiebestück 30, welches in axialer Richtung der Profilwelle 27 auf dieser gleitend angeordnet ist, wird die Verschiebbarkeit der Einschubmodule 4A bis 4C in Querhubrichtung bzw. in X-Richtung der Vorrichtung 1 bei gleichzeitiger Einleitung eines Drehmomentes in das Schiebestück 30 erreicht.
In der Figur 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen der Profilwelle 27 und dem Schiebestück 30 dargestellt, wobei das Schiebestück 30 an seinem äußeren Umfang ein Zahnprofil 31 aufweist und damit einen Zahnriemen 32 antreibt. Über eine Mitnahmeeinrichtung 33 ist der Einschubstößel 5A mit dem Zahnriemen 32 lösbar verbunden und wird von diesem angetrieben. Hierzu wird der Zahnriemen 32 über eine Führungsschiene 34 unterstützt. Das Lösen und Wiederherstellen der Verbindung zwischen dem Zahnriemen 32 und dem Einschubstößel 5A wird mit Hilfe eines Pneumatikzylinders 35 realisiert.
Das Ausrasten des Einschubstößels 5A aus der Verbindung mit dem Zahnriemen 32 stellt eine Sicherheitsfunktion der Einschubeinrichtung 2 dar, die bei falschem oder fehlendem Packgut bzw. falscher, fehlerhafter oder fehlender Faltschachtel aktiviert werden kann. Dazu wird der Einschubstößel 5A über die Führungsschiene 34 geführt, während der Antrieb des Einschubstößels 5A von dem Zahnriemen 32 über ein mit einer Nase 36 versehenes Federblech 37 erfolgt. Das Federblech 37 ist über einen Mitnehmer 38 der Mitnahmeeinrichtung 33 fest mit dem Zahnriemen 32 verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Mitnehmer 38 und dem Zahnriemen 32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Verklemmung, die über eine Schraubeinrichtung 39 zwischen dem Mitnehmer 38 und dem Zahnriemen 32 hergestellt wird, ausgebildet ist. Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, hier eine andere Verbindungsmöglichkeit, wie beispielsweise eine formschlüssige Verbindung, vorzusehen.
Befindet sich der Einschubstößel in seiner Ruheposition, welche wenigstens annähernd in Figur 3 dargestellt ist, und liegt an dem Pneumatikzylinder 35 ein Signal zum Lösen des Einschubstößels 5A von dem Zahnriemen 32 vor, durchfährt ein Stift bzw. die Kolbenstange 39 des Pneumatikzylinders 35 eine in den Einschubstößel 5A eingebrachte Durchgangsbohrung 40, in welcher die Nase 36 des Federbleches 37 angeordnet ist, und führt die Nase 36 des Federbleches 37 aus der Bohrung 40 des Einschubstößels 5A. Dadurch werden der Einschubstößel 5A und der Zahnriemen 32 voneinander getrennt, was dazu führt, daß der Zahnriemen 32 im Fall ein es Antriebes durch die servomotorische Antriebseinheit 8 ohne Einschubstößel eine Bewegung in Z-Richtung, d.h. in Richtung der beiden Fördereinrichtungen ausführt. Der Einschubstößel 5A wird dabei durch den Pneumatikzylinder 35 bzw. dessen Kolbenstange 39 in seiner Ruheposition gehalten.
Beim Rücklauf des Zahnriemens 32 wird auch das damit verbundene Federblech 37 wieder in seine hinterste Position bewegt und kann bei Freigabe des Einschubstößels 5A bzw. dessen Bohrung 40 durch den Pneumatikzylinder 35 bzw. dessen Kolbenstange 39 für einen nächsten Arbeitstakt des Einschubstößels 5A wieder in die Bohrung 40 einrasten.
Der Querhubantrieb der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 wird durch den Servomotor 18 und das vorgeschaltete Zwischengetriebe bzw. Planetengetriebe 22 realisiert, wobei die Bewegung des Servomotors 18 über eine in der Figur 4 näher dargestellte Zahnriemenscheibe 41 auf einen weiteren Zahnriemen 42 übertragen wird. An dem weiteren Zahnriemen 42 ist ein Mitnahmeelement 43 befestigt, das zudem mit einem von zwei Querträgern 44A und 44B fest verbunden ist. Die verschiebliche Lagerung eines Einschubtisches bzw. der Querträger 44A, 44B der Einschubeinrichtung 2 - und damit der Einschubmodule 4A bis 4C selbst - erfolgt über geeignete Führungselemente, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Linearschienenführungssysteme 46, 47 mit je zwei Wagen 46A, 46B, 47A, 47B, ausgebildet sind.
Zum Ausgleich bewegungsbedingter Kräfte und zur Vermeidung eventueller Schwingungen des Trägergestells 14 ist ein Ausgleichsgewicht 48 vorgesehen, welches entgegen der Bewegungsrichtung der Querträger 44A, 44B mitläuft. Zu diesem Zweck ist das Ausgleichsgewicht 48 mit Hilfe eines weiteren Mitnehmers 49 an einem Trum 50A des weiteren Zahnriemens 42 befestigt, der einem mit dem Querträger 44A verbundenen Trum 50B des weiteren Zahnriemens 42 gegenüberliegt.
Die Bewegung der Voreinschubeinrichtung 3 in Querhubrichtung wird über ein geeignetes Führungssystem, wie z.B. die in der Figur 5 dargestellte Kreuzführung 51 mit Anbindung an Trägerprofilen 52A, 52B der Einschubeinrichtung 2, direkt von der Einschubeinrichtung 2 abgeleitet und durch die verschiebliche Anordnung der Voreinschubeinrichtung 3 auf der Führungswelle 26 mit der über die separaten servomotorischen Antriebseinrichtungen 9, 10, die in der Figur 1 dargestellt sind, realisierten Horizontal- und Absenkbewegung der Voreinschubeinrichtung 3 in Z-Richtung und Y-Richtung verknüpft. Die Trägerprofile 52A, 52B dienen jeweils als Aufnahme für den Zahnriemen 32, den Einschubstößel 5A und die Mitnahmeeinrichtung 33.
Das zentrale Bauteil der Voreinschubeinrichtung 3 stellt die Querführung 53 dar, die neben Führungselementen für die Querhubbewegung der Voreinschubeinrichtung 3 auch die Zungenführungen 54A bis 54C und damit die Abdeckplatten bzw. die Abdeckzungen 7A bis 7C aufnimmt. Die Zungenführungen 54A bis 54C sind dabei auf den fest mit der Querführung 53 verbundenen Schlitten 55 drehbar gelagert.
Mit Hilfe von weiteren Pneumatikzylindern 56A bis 56C können die Abdeckzungen 7A bis 7C bei falschem oder fehlendem Packgut bzw. falscher, fehlender oder fehlerhafter Faltschachtel angehoben und damit um die Schlitten 55 nach oben bzw. in Y-Richtung derart weggeklappt werden, daß im Zusammenhang mit dem Ausrasten bzw. Lösen des korrespondierenden Einschubstößels 5A bis 5C die Möglichkeit gegeben ist, fehlerhafte Takte unbearbeitet durch eine Kartoniermaschine laufen zu lassen. Dabei sind alle Einschubstößel 5A bis 5C und die damit korrespondierenden Abdeckzungen 7A bis 7C bzw. der Pneumatikzylinder 35A bis 35C und die weiteren Pneumatikzylinder 56A bis 56C einzeln über eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung der Vorrichtung 1 ansteuerbar. Gleiches gilt für die servomotorischen Antriebseinrichtungen 8, 9, 10, 11, welche ebenfalls über eine nicht näher dargestellte Antriebssteuereinrichtung getrennt voneinander ansteuerbar sind.
Dieser Antriebssteuereinrichtung können als Eingangsgrößen u.a. die Bewegungsgeschwindigkeit der beiden Fördereinrichtungen, die die Leistung einer Kartoniermaschine bestimmt, die Höhe eines Blisterstapels sowie dessen Länge z.B. über eine Eingabetastatur vorgegeben werden. Die Antriebssteuereinrichtung berechnet anhand der Eingangsgrößen die erforderlichen Bewegungen der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 bzw. der mit diesen gekoppelten servomotorischen Antriebseinrichtungen 8 bis 11. Selbstverständlich können die Bewegungen, welche durch die servomotorischen Antriebseinrichtungen 8 bis 11 erzeugt werden, auch als vorgegebene Funktionsverläufe bereits in der Antriebssteuereinrichtung abgespeichert sein, die je nach vorgegebenen Eingangsgrößen bezüglich des Packgutes und des Packmittels abgerufen werden. Diese Funktionsverläufe sind vorab vorzugsweise empirisch bestimmt worden.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 1 näher erläutert.
Von den beiden Fördereinrichtungen, welche kontinuierlich oder auch taktweise angetrieben werden können, wird jeweils ein Blisterstreifenstapel und eine Faltschachtel der Vorrichtung 1 zugefördert. Befindet sich jeweils ein Blisterstreifenstapel.und eine Faltschachtel in Deckung vor einem der Einschubstößel 5A bis 5C und den damit korrespondierenden Abdeckzungen 7A bis 7C, wird der betreffende Einschubstößel 5A bis 5C aus seiner zurückgezogenen Endposition bzw. Ruheposition quer zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen bewegt. Die damit korrespondierende Abdeckzunge 7A bis 7C wird gleichzeitig in Z-Richtung und in negativer Y-Richtung bewegt, so daß die Abdeckzunge 7A bis 7C auf einem Blisterstreifenstapel zur Anlage kommt und diesen von oben festhält. Der Einschubstößel 5A bis 5C, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein plattenartiges Ende aufweist, wird zusammen mit der Abdeckzunge 7A bis 7C und dem Blisterstreifenstapel in die Faltschachtel eingeschoben. Dabei wird das Packgut bzw. der Blisterstreifenstapel durch die Abdeckzunge 7A bis 7C gegen ein Ausbeulen oder Ausknicken nach oben gesichert und gegebenenfalls ein parallel zur Faltschachtel bewegter Prospekt mit dem Packgut definiert in die Faltschachtel eingeschoben.
Aufgrund der kombinierten Bewegung der Voreinschubeinrichtung 2 bzw. der Abdeckzungen 7A bis 7C in Z-Richtung und in Y-Richtung kann nach dem Einfahren der Abdeckzungen 7A bis 7C in eine Faltschachtel eine Faltschachteloberseite zur Erweiterung der Einschuböffnung der Faltschachtel durch die Abdeckzungen 7A bis 7C angehoben werden, wodurch das Einschieben des Packgutes bzw. eines Blisterstreifenstapels durch ein sogenanntes Schachtelbauchen der Faltschachtel erleichtert wird. Die dabei auszuführenden Hübe der Abdeckzungen 7A bis 7C sind in sinnvollen Grenzen flexibel einstellbar.
Durch den Querhubantrieb der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 besteht die Möglichkeit, die Einschubeinrichtung 2 und die Voreinschubeinrichtung 3 bzw. die Einschubstößel 5A bis 5C und die Abdeckzungen 7A bis 7C den Fördereinrichtungen zur Bereitstellung des Packgutes und der Packmittel nachzuführen bzw. parallel zu diesen mit gleicher Fördergeschwindigkeit zu bewegen. Nach dem Einschieben des Packgutes in das betreffende Packmittel werden die Einschubeinrichtung 2 und die Voreinschubeinrichtung 3 in eine der Förderrichtung der beiden Fördereinrichtungen entgegengesetzte Richtung zurückgefahren, um einen erneuten Einschiebevorgang ausführen zu können. Damit kann eine Kartoniermaschine, welche die vorliegende Vorrichtung 1 als Baugruppe aufweist, kontinuierlich betrieben werden.
Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, zur Erhöhung eines Durchsatzes einer Kartoniermaschine mehrere Einschubmodule und mehrere Voreinschubmodule vorzusehen. Darüber hinaus liegt es ebenfalls im Ermessen des Fachmannes, den beschriebenen Querhubantrieb der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 zu deaktivieren, um eine Kartoniermaschine getaktet betreiben zu können.
Mit der vorgestellten Vorrichtung 1 kann flexibel auf falsche Produkte in einem Packgutbecher der Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packgut sowie auf falsche, fehlerhafte oder fehlende Faltschachteln sowie Prospekte reagiert werden. Wird das Packgut bzw. die Faltschachtel in einer Teilung der Packgut- oder Faltschachtelkette als fehlerhaft erkannt, arbeitet der Einschub in den vorhergehenden Teilungen langsamer bzw. gegebenenfalls schneller, so daß die fehlerhafte Teilung als erste Teilung einer zu bearbeitenden Packgutgruppe den Einschubbereich erreicht. Eine Packgutgruppe stellt dabei eine Anzahl der Teilungen dar, die der Anzahl der Einschubstößel entspricht. Der Einschubvorgang setzt dann für die Dauer des Durchlaufes der fehlerhaften Teilung bzw. der fehlerhaften Teilungen aus bzw. verlangsamt die Rücklaufkomponente des Querhubes der Einschubeinrichtung 2 und der Voreinschubeinrichtung 3 entsprechend, so daß die fehlerhafte Teilung den Einschubbereich unbearbeitet passiert und die Komponenten am Ende der Kartoniermaschine ausgeschieden werden können.

Claims

Vorrichtung (1) zum Einschieben von Packgut in Packmittel, insbesondere von Blisterstreifen in vorzugsweise Faltschachteln, wobei eine erste Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packgut und eine zweite Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packmitteln im Bereich einer Einschubeinrichtung (2) und einer Vorschubeinrichtung (3) vorgesehen sind, wobei die Einschubeinrichtung (2) wenigstens einen Einschubstößel (5a - 5c) zum Verschieben des Packgutes und die Vorschubeinrichtung (3) eine mit dem Einschubstößel (5a - 5c) korrespondierende Abdeckzunge (7a - 7c) aufweist, und wobei der Einschubstößel (5a - 5c) und die Abdeckzunge (7a - 7c) im Wesentlichen quer zu einer Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen führbar sind und die Bewegungen des Einschubstößels (5a - 5c) und der Abdeckzunge (7a - 7c) mittels jeweils einer mit dem Einschubstößel (5a - 5c) und der Abdeckzunge (7a - 7c) gekoppelten servomotorischen Antriebseinrichtung (8, 9) erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschubeinrichtung (2) und die Voreinschubeinrichtung (3) parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen über eine mit diesen gekoppelte weitere servomotorische Antriebseinrichtung (11) oszillierend mit variierbarer Geschwindigkeit verstellbar sind, wobei die Antriebseinrichtungen (8, 9, 11) über eine Antriebssteuereinrichtung separat ansteuerbar sind,
daß die Antriebseinrichtungen (8, 9, 11) jeweils wenigstens einen Servomotor (15, 16, 18) aufweisen und die Voreinschubeinrichtung (3) zur Verstellung der Voreinschubeinrichtung (3) vertikal zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen mit einer zusätzlichen servomotorischen Antriebseinrichtung (10) gekoppelt ist,
daß die Antriebseinrichtungen (8, 9, 10, 11) der Einschubeinrichtung (2) und der Voreinschubeinrichtung (3) jeweils wenigstens ein Zwischengetriebe (19, 20, 21, 22) aufweisen,
und
daß die Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung der Bewegung des Einschubstößels (5A bis 5C) quer zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen ein als Zahnriemengetriebestufe (19) ausgebildetes Zwischengetriebe aufweist, über welche ein Antrieb des Servomotors (15) auf eine in den Gestellplatten (12A, 12B) gelagerte Profilwelle (27) führbar ist.
Vorrichtung (1) zum Einschieben von Packgut in Packmittel, insbesondere von Blisterstreifen in vorzugsweise Faltschachteln, wobei eine erste Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packgut und eine zweite Fördereinrichtung zum Bereitstellen von Packmitteln im Bereich einer Einschubeinrichtung (2) und einer Vorschubeinrichtung (3) vorgesehen sind, wobei die Einschubeinrichtung (2) wenigstens einen Einschubstößel (5a - 5c) zum Verschieben des Packgutes und die Vorschubeinrichtung (3) eine mit dem Einschubstößel (5a - 5c) korrespondierende Abdeckzunge (7a - 7c) aufweist, und wobei der Einschubstößel (5a - 5c) und die Abdeckzunge (7a - 7c) im Wesentlichen quer zu einer Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen führbar sind und die Bewegungen des Einschubstößels (5a - 5c) und der Abdeckzunge (7a - 7c) mittels jeweils einer mit dem Einschubstößel (5a - 5c) und der Abdeckzunge (7a - 7c) gekoppelten servomotorischen Antriebseinrichtung (8, 9) erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschubeinrichtung (2) und die Voreinschubeinrichtung (3) parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen über eine mit diesen gekoppelte weitere servomotorische Antriebseinrichtung (11) oszillierend mit variierbarer Geschwindigkeit verstellbar sind, wobei die Antriebseinrichtungen (8, 9, 11) über eine Antriebssteuereinrichtung separat ansteuerbar sind,
daß die Antriebseinrichtungen (8, 9, 11) jeweils wenigstens einen Servomotor (15, 16, 18) aufweisen und die Voreinschubeinrichtung (3) zur Verstellung der Voreinschubeinrichtung (3) vertikal zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen mit einer zusätzlichen servomotorischen Antriebseinrichtung (10) gekoppelt ist,
daß die Bewegungen der Voreinschubeinrichtung (3) über zwei mit Servomotoren (16, 17) gekoppelte Antriebswellen (23, 24) und mit den Antriebswellen (23, 24) verbundene Hebelgetriebe (25) erzeug. bar sind, wobei die beiden Bewegungen mittels einer Führungswelle (26) zu einer kombinierten Bewegung überlagerbar sind, und
daß die Antriebseinrichtung (8) zur Erzeugung der Bewegung des Einschubstößels (5A bis 5C) quer zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen ein als Zahnriemengetriebestufe (19) ausgebildetes Zwischengetriebe aufweist, über welche ein Antrieb des Servomotors (15) auf eine in den Gestellplatten (12A, 12B) gelagerte Profilwelle (27) führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägergestell (14) zur Aufnahme der Einschubeinrichtung (2) und der Voreinschubeinrichtung (3) vorgesehen ist, welches zwei seitliche Gestellplatten (12A, 12B) und eine Grundplatte (13) aufweist, wobei die Grundplatte (13) eine Stabilisierung des Trägergestells (14) und eine Lagerung für die Einschubeinrichtung (2) darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen (8, 9, 10, 11) der Einschubeinrichtung (2) und der Voreinschubeinrichtung (3) jeweils wenigstens ein Zwischengetriebe (19, 20, 21, 22) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwelle (27) mehrere über deren Umfang verteilte, sich in axialer Richtung der Profilwelle (27) erstreckende Hervorhebungen (28) aufweist, die in Nuten (29) eines auf der Profilwelle (27) angeordneten Schiebestücks (30) zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung eingreifen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebestück (30) in axialer Richtung der Profilwelle (27) verschiebbar auf dieser angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebestück (30) an seiner Außenseite ein Zahnprofil (31) aufweist, in welches ein Zahnriemen (32) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnriemen (32) eine Mitnahmeeinrichtung (33) aufweist, über die der Einschubstößel (5A bis 5C) lösbar mit dem Zahnriemen (32) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung (33) ein mit einer Nase (36) versehenes Federblech (37) aufweist, wobei die Nase (36) in eine Bohrung (40) des Einschubstößels (5A bis 5C) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Löseeinrichtung zum Führen der Nase (36) aus der Bohrung (40) des Einschubstößels (5A bis 5C) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Löseeinrichtung einen Pneumatikzylinder (35A bis 35C) aufweist, der derart angeordnet ist, daß zum Lösen der Verbindung zwischen dem Zahnriemen (32) und dem Einschubstößel (5A bis 5C) eine Kolbenstange (39) des Pneumatikzylinders (35A bis 35C) in die Bohrung (40) des Einschubstößels (5A bis 5C) einführbar ist, so daß die Nase (36) aus der Bohrung (40) gedrückt ist und der Einschubstößel (5A bis 5C) von der Kolbenstange (39) in seiner Ruheposition arretiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubeinrichtung (2) ein Trägerprofil (52A, 52B) aufweist, in welchem wenigstens der Zahnriemen (32), der Einschubstößel (5A bis 5C) und die Mitnahmeeinrichtungen (33) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubeinrichtung (2) auf Querträgern (44A, 44B) gelagert ist, die über Linearschienenführungssysteme (46, 47) und damit korrespondierende Wagen (46A, 46B, 47A, 47B) mit der Grundplat:te (13) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengetriebe der Antriebseinrichtung (11) zur Bewegung der Einschubeinrichtung (2) und der Voreinschubeinrichtung (3) parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen als Planetengetriebe (22) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der rotatorische Antrieb des Planetengetriebes (22) über eine Zahnriemenscheibe (41), einen weiteren Zahnriemen (42) und ein mit dem weiteren Zahnriemen (42) verbundenes Mitnahmeelement (43) auf einen der Querträger (44A bis 44B) als translatorische Bewegung übertragbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich bewegungsbedingter Kräfte und zur Reduzierung von Schwingungen des Trägergestells (14) ein Ausgleichsgewicht (48) vorgesehen ist, welches jeweils der Bewegungsrichtung parallel zu der Bewegung der Fördereinrichtungen der Einschubeinrichtung (2) entgegenläuft und vorzugsweise an einem Trum (50A) des weiteren Zahnriemens (42) befestigt ist, der einem mit einem der Querträger (44A bzw. 44B) verbundenen Trum (50B) des weiteren Zahnriemens (42) gegenüberliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Voreinschubeinrichtung (3) parallel zur Bewegungsrichtung der Fördereinrichtungen über eine mit der Einschubeinrichtung (2) verbundene Kreuzführung (51) auf die Voreinschubeinrichtung (3) aufbringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckzunge (7A bis 7C) auf der Führungswelle (26) drehbar gelagert ist und mittels einem weiteren Pneumatikzylinder (56A bis 56C) um die Führungswelle (26) verschwenkbar ist.