EP3116793B1 - Vorrichtung zum trennen von zu behältergruppen verbundenen behältern und entsprechendes verfahren - Google Patents

Description

Stand der Technik
• In FR 2 303 712 A1 , US 3 007 359 A und EP 1 167 194 A2 sind bereits Vorrichtungen zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern, mit einer Trenneinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen in einer Vorschubrichtung vordersten Behälter der Behältergruppe in einem Trennvorgang quer zu der Vorschubrichtung von zumindest einem weiteren Behälter der Behältergruppe entlang eines Trennbereichs zu trennen, und mit einer Positionierungseinheit, die dazu vorgesehen ist, den zumindest einen in Vorschubrichtung vor dem Trennbereich angeordneten Behälter der Behältergruppe während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren, vorgeschlagen worden. Außerdem zeigen die Positionierungseinheiten aus FR 2 303 712 A1 und US 3 007 359 A jeweils einen in Vorschubrichtung ersten Keil.
• In EP 1 048 595 A1 ist bereits eine rotierend antreibbare Greifervorrichtung zu einem Drehen von einzelnen mittels eines Transportbands geförderten Produkten vorgeschalgen worden.
Offenbarung der Erfindung
• Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern, insbesondere von Ampullen, mit einer Trenneinheit , die dazu vorgesehen ist, zumindest einen in einer Vorschubrichtung vordersten Behälter der Behältergruppe in einem Trennvorgang quer zu der Vorschubrichtung von zumindest einem weiteren Behälter der Behältergruppe entlang eines Trennbereichs zu trennen, und mit einer Positionierungseinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen in Vorschubrichtung vor dem Trennbereich angeordneten Behälter der Behältergruppe während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren. Erfindungsgemäß weist die Positionierungseinheit zumindest einen in Vorschubrichtung ersten Keil und einen in Vorschubrichtung zweiten Keil mit zumindest teilweise gegenüberliegenden Halteflächen auf. Unter "zu Behältergruppen verbundenen Behältern" sollen in diesem Zusammenhang bevorzugt in einem sogenannten "Blow-Fill-Seal"-Verfahren hergestellte Behältergruppen verstanden werden. Bei diesem Verfahren wird eine Behältergruppe, zum Beispiel bestehend aus fünf bis zehn Behältern, gemeinsam in einer Blow-Fill-Seal-Maschine aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere Polypropylen, hergestellt, befüllt und verschlossen. Es sind auch Behältergruppen aus anderen Kunststoffen und insbesondere Behältergruppen mit einem mehrlagigen Aufbau verschiedener Kunststoffmaterialien bekannt. Es resultieren Behältergruppen, bei denen die einzelnen Behälter quer zu ihrer Haupterstreckung in einer Behältergruppenrichtung nebeneinanderliegend zu einer kartenförmigen Behältergruppe verbunden sind. Die Behälter weisen einen Behälterteil auf, der mit einem Füllgut gefüllt ist. An einem Ende ist der Behälterteil von einem Kopfteil begrenzt, an dem sich der Behälter durch Abbrechen oder Abdrehen des Kopfteils öffnen lässt. An einem gegenüberliegenden Ende wird der Behälterteil von einem Fußteil begrenzt. Kopfteil und Fußteil sind an ihren Enden in der Regel flach ausgebildet und bilden Führungsflächen. Diese Führungsflächen erleichtern ein Positionieren und Führen der Behältergruppe in Vorrichtungen. Es sind auch Behältergruppen bekannt, bei denen in Haupterstreckungsrichtung mehrere Behälterteile angeordnet sind. Insbesondere können zwei Behälterteile in Haupterstreckungsrichtung angeordnet sein, wobei die Kopfteile an den Behälterteilen an gegenüberliegenden Enden angeordnet sind. Fußteile entfallen bei dieser Anordnung. In der Folge werden solche Behälterteile als zugehörig zu einem Behälter verstanden. Der Fachmann wird die beschriebene Erfindung bei solchen Behältergruppen sinngemäß anwenden, indem er sie zum Trennen von in Behältergruppenrichtung benachbart angeordneten Behältern nutzt. Zwischen benachbarten Behältern sind in der Regel parallel zur Haupterstreckung der Behälter Trennstellen angeordnet, die von Schwächungslinien und/oder Einkerbungen von die Behälter verbindenden Verbindungsstegen gebildet werden. Diese Trennstellen erleichtern das Trennen einzelner Behälter von der Behältergruppe. Solche Behältergruppen sind dem Fachmann bekannt. Unter einem "Trennbereich" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich der Vorrichtung verstanden werden, in dem die Behälter entlang ihres Verbindungsstegs getrennt werden. Bevorzugt wird durch die Vorrichtung zunächst die Trennstelle des Verbindungsstegs in den Trennbereich gebracht, woraufhin der Verbindungssteg entlang des Trennbereichs und damit an seiner Trennstelle getrennt wird. Die Vorrichtung kann dazu vorgesehen sein, in einem Trennvorgang mehrere, bevorzugt einen einzelnen Behälter, von der Behältergruppe zu trennen.
• Unter einer "Vorschubrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Richtung verstanden werden, in der die Behältergruppe zwischen Trennvorgängen weiter transportiert wird, um den nächsten abzutrennenden Behälter zur Trenneinheit zu transportieren. Die Vorschubrichtung kann insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Behältergruppenrichtung sein. Unter "zumindest im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang eine Abweichung von weniger als 10° verstanden werden. Unter "formschlüssig positionieren" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Behälter zumindest in Vorschubrichtung durch einen Formschluss in eine für die Trenneinheit vorteilhafte Sollposition gebracht und/oder in dieser gehalten wird. Der Formschluss kann mit dem Behälter und/oder dem Behälterteil des Behälters bestehen. Bevorzugt werden zumindest zwei Translationen und zumindest zwei Rotationen durch die Positionierungseinheit formschlüssig positioniert. Insbesondere kann die Positionierungseinheit während des Positionierens mit dem Behälter um eine Behälterlängsachse in Richtung von dessen Haupterstreckung zumindest drei Linienkontakte aufweisen. Unter einem "Linienkontakt" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Kontakt entlang einer Kontaktlinie oder an zumindest zwei Kontaktpunkten, welche entlang einer Linie angeordnet sind, verstanden werden, wobei der Kontakt entlang der Kontaktlinie mehrfach unterbrochen sein kann. Bevorzugt kann der Behälter um die Behälterlängsachse in drei Umfangsegmente von jeweils 120° eingeteilt werden, die beim Positionieren jeweils einen Linienkontakt mit der Positionierungseinheit aufweisen. Die Trenneinheit kann von der Behältergruppe mit dem durch die Positionierungseinheit positionierten Behälter besonders vorteilhaft einen oder mehrere Behälter entlang des Trennbereichs abtrennen. Insbesondere kann ein Verschieben der Behältergruppe während des Trennens vermieden werden. Die Trenneinheit kann Behälter besonders schnell trennen. Beim Trennen auf die Behältergruppe wirkende Kräfte können durch die Positionierungseinheit aufgenommen werden. Eine Beschädigung der Behälterteile der Behälter durch die Trenneinheit kann vermieden werden.
• Besonders vorteilhaft ist die Positionierungseinheit dazu vorgesehen, einen entgegen der Vorschubrichtung an den Trennbereich angrenzenden Behälter der Behältergruppe während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren. Die Positionierungseinheit kann Kräfte, die beim Trennvorgang entstehen, in besonders geringer Entfernung vom Trennbereich ableiten. Eine übermäßige Verformung und/oder Beschädigung der Behältergruppe kann vermieden werden.
• Unter "gegenüberliegend" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass Flächennormalen der Halteflächen jeweils eine Komponente aufweisen, die in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Haltefläche zeigt. Der zu positionierende Behälter kann vorteilhaft zwischen den beiden Halteflächen positioniert werden. Bevorzugt kann der erste und der zweite Keil in einer Schließrichtung senkrecht zur Vorschubrichtung und/oder Behältergruppenrichtung und senkrecht zur Haupterstreckung der Behälter in Richtung des zu positionierenden Behälters in Richtung einer Oberseite der Behältergruppe abgesenkt werden. Der erste und der zweite Keil können den Behälter positionieren, indem die Halteflächen den Behälter berühren und eine Kraft auf den Behälter ausüben. Bevorzugt liegt der Behälter auf einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite auf einer Behälterauflage auf. Die Behälterauflage kann von einem Transportband, einer Transportkette oder einer anderen geeigneten Auflage gebildet werden. Insbesondere kann sich in Vorschubrichtung an ein Transportband, eine Transportkette oder ein ähnliches Element eine Totplatte anschließen, auf die die Behälter in Transportrichtung geschoben werden und die eine Behälterauflage bildet. Die Behälter können bevorzugt mit Führungsflächen ihres Kopf- und/oder Fußteils und/oder mit ihrem Behälterteil auf der Behälterauflage aufliegen.Der Behälter kann vorteilhaft zwischen den Halteflächen und der Behälterauflage positioniert werden. Halteflächen und Behälterauflage sind Teil der Positionierungseinheit. Die Halteflächen können eben ausgebildet sein. Bevorzugt können die Halteflächen konkav ausgebildet sein. Eine Kontaktfläche zwischen den Halteflächen und dem Behälter kann vergrößert sein. Die Halteflächen können ebenfalls konvex ausgebildet sein. Konvex ausgebildete Halteflächen können besonders geeignet sein, eine Orientierung des Behälters bei einer Rotation um seine Haupterstreckung zu positionieren. Bevorzugt kann zumindest ein Keil eine Keilkante aufweisen, die dazu vorgesehen ist, den Behälter an seinem Verbindungssteg formschlüssig zu positionieren, insbesondere an der Trennstelle. Ein geeignet gestaltetes Gegenstück der Behälterauflage kann den Behälter gegen die Keilkante abstützen. Ein Durchbiegen des Behälters kann vermieden werden. Der Behälter kann besonders zuverlässig positioniert werden. In einer Variante der Erfindung kann die Positionierungseinheit einen einzigen Keil aufweisen. Der Keil kann mit seiner Keilkante den Behälter an dessen Verbindungssteg festklemmen und mit seiner Haltefläche von dem festgeklemmten Verbindungssteg weg drängen. Der Behälter kann so in Vorschubrichtung durch einen einzelnen Keil positioniert werden. Der zweite Keil kann entfallen.
• Weiter wird vorgeschlagen, dass der zweite Keil ein erstes Trennmesser der Trenneinheit aufweist. Der zweite Keil kann vorteilhaft den in Vorschubrichtung vor dem Trennbereich letzten der Behälter der Behältergruppe positionieren und in Zusammenwirkung mit einem weiteren Trennmesser die zu trennende Trennstelle im Trennbereich trennen. Eine Keilkante des zweiten Keils kann eine Messerkante bilden. Bevorzugt können der zweite Keil und der erste Keil an einer Lineareinheit gemeinsam gelagert und/oder angetrieben sein. Der erste und der zweite Keil können gemeinsam in Richtung der Behältergruppe bewegt werden und diese positionieren, und der zweite Keil kann gemeinsam mit dem weiteren Trennmesser die Trennstelle im Trennbereich trennen. Es können separate Antriebe, Komponenten und Lagereinheiten für die Keile und das erste Trennmesser entfallen. Bevorzugt ist der erste Keil an der Lineareinheit in Schließrichtung federnd gelagert. Es kann vermieden werden, dass der erste Keil unzulässig große Kräfte auf die Trennstelle ausübt. Ein ungewolltes Abscheren der Behältergruppe an der Trennstelle, die von der Keilkante des ersten Keils positioniert wird, kann vermieden werden. Die Lineareinheit kann den ersten und den zweiten Keil in Richtung der Behältergruppe gemeinsam bewegen, bis der erste Keil mit der Keilkante die Behältergruppe am Verbindungssteg berührt. Die Lineareinheit kann nun den zweiten Keil noch weiter in Schließrichtung bewegen, bis die Haltefläche des zweiten Keils den Behälterteil des Behälters berührt und in Richtung der ersten Haltefläche drängt, während der erste Keil einfedert und an seiner Position verbleibt. Es kann vorteilhaft eine erste Grobpositionierung durch die Keilkante des ersten Keils und eine nachfolgende Feinpositionierung durch die Haltefläche des zweiten Keils erfolgen. Vorteilhaft kann die Haltefläche und/oder die Keilkante des zweiten Keils gegenüber der Haltefläche und/oder der Keilkante des ersten Keils entgegen der Schließrichtung zurückversetzt sein, bevorzugt um 0,1 - 5 mm. Es kann vorteilhaft erreicht werden, dass zunächst der erste und anschließend der zweite Keil mit dem Behälter in Kontakt tritt. Der Behälter kann besonders zuverlässig zunächst grob und anschließend feinpositioniert werden. Die Positionierung des Behälters kann besonders exakt sein. Alternativ kann ein erstes Trennmesser unabhängig von der Positionierungseinheit ausgebildet sein und/oder unabhängig angetrieben und/oder gelagert sein. Die Positionierungseinheit und/oder die Keile der Positioniereinheit können in einem Abstand vom Trennbereich angeordnet sein. Einflüsse des Trennvorgangs auf die Positionierungseinheit können verringert sein.
• Vorteilhaft wird eine Weitertransporteinheit mit zumindest einem Halter vorgeschlagen, der einen Aufnahmebereich zur Aufnahme der in jeweils einem Trennvorgang abgetrennten Behälter bildet. Eine Oberseite des Halters, die eine Öffnung des Aufnahmebereichs aufweist, kann an einem Ort, an dem die abgetrennten Behälter aufgenommen werden, ausgehend vom Trennbereich gegenüber der Behälterauflage um bevorzugt 5° - 15° von der Unterseite der Behälter weg geneigt sein. Die Behälter können durch die Neigung vom Trennbereich weg gedrängt werden und besonders sicher vom Aufnahmebereich aufgenommen werden. Unter einer "Weitertransporteinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, getrennte Behälter vom Trennbereich weg zu transportieren. Insbesondere kann die Weitertransporteinheit die getrennten Behälter an eine Einrichtung übergeben, die die Behälter zu einem nächsten Prozessschritt transportiert, insbesondere zu einem Verpackungsprozess. Vorteilhaft ist zumindest ein Gegenhalter dazu vorgesehen, den Behälter, nach dem er aufgenommen wurde, gegen Herausfallen aus dem Aufnahmebereich zu sichern. Dies kann erfolgen, indem der Gegenhalter auf den Behälter in Richtung des Aufnahmebereichs gerichtete Kräfte ausübt. Die Weitertransporteinheit kann die abgetrennten Behälter besonders zuverlässig weitertransportieren. Bevorzugt ist eine aktive Steuervorrichtung dazu vorgesehen, die Gegenhalter zu bewegen. Die Aufnahmebereiche der Halter können im geeigneten Moment vom Gegenhalter freigegeben und/oder in die Aufnahmebereiche eingelegte Behälter können gesichert werden. Bevorzugt kann die aktive Steuervorrichtung mechanische Steuerkulissen aufweisen. Die Steuervorrichtung kann besonders robust und zuverlässig sein. Die Steuervorrichtung kann eine Antriebseinheit aufweisen, die dazu vorgesehen ist, die Steuerkulissen anzutreiben. Die Bewegung der Gegenhalter kann besonders flexibel gesteuert werden. Bevorzugt sind die Gegenhalter dazu vorgesehen, die Behälter zu sichern, nachdem sie von den Aufnahmebereichen aufgenommen wurden und bevor sie von der Behältergruppe getrennt sind. Ein Herausfallen der Behälter aus den Aufnahmebereichen während des Trennens kann vermieden werden.
• Bevorzugt ist die Weitertransporteinheit dazu vorgesehen, abgetrennte Behälter in einer Weitertransportbewegung weiterzutransportieren, die zumindest unmittelbar nach dem Trennvorgang eine Hauptbewegungskomponente senkrecht zur Vorschubrichtung und quer zu einer Haupterstreckung des Trennbereichs aufweist. Unter einer "Hauptbewegungskomponente" soll in diesem Zusammenhang insbesondere die betragsmäßig größte Bewegungskomponente einer Bewegung verstanden werden. Die Weitertransporteinheit kann abgetrennte Behälter quer zur Vorschubrichtung weitertransportieren. Es ist ebenfalls möglich, dass die Weitertransporteinheit die Behälter auf einer bogen- oder bevorzugt kreisförmigen Bahn weitertransportiert. Eine Tangente der Bahn an den Trennbereich kann bevorzugt senkrecht zur Vorschubrichtung und zur Haupterstreckung des Trennbereichs sein. Die Halter können den abgetrennten Behälter besonders gut durch eine Bewegung senkrecht zur Vorschubrichtung und quer zur Haupterstreckung des Trennbereichs aufnehmen und weitertransportieren. Die abgetrennten Behälter können besonders schnell vom Trennbereich wegtransportiert werden, so dass ein Vorschub des nächsten zu trennenden Behälters erfolgen kann.
• Vorteilhaft weist der zumindest eine Halter ein weiteres Trennmesser der Trenneinheit auf. Bevorzugt kann der Halter eine während des Trennvorgangs dem Trennbereich zugewandte Messerkante aufweisen, die das weitere Trennmesser bildet. Es können Bauteile eingespart werden. Der Halter kann mit dem ersten Trennmesser zusammenwirken und den Behälter abtrennen und zugleich den Behälter aufnehmen.
• Es wird vorgeschlagen, dass die Weitertransporteinheit eine Vielzahl von Haltern in einem Umlauf aufweist. Unter einem "Umlauf" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine geschlossene Bahn verstanden werden. Die Trennmesser bildenden Halter können in einer kontinuierlichen Bewegung am Trennbereich vorbei bewegt werden. Das Trennen und Weitertransportieren der Behälter kann in einem kontinuierlichen Prozess stattfinden. Die Behälter können mit einer besonders hohen Leistung von den Behältergruppen getrennt und weitertransportiert werden. Die Halter können von einer Kette oder einem Transportriemen um den Umlauf transportiert werden. Bevorzugt können die Halter auf einer Kreisbahn bewegt werden. Die Halter können bevorzugt an einem um eine Achse drehbar gelagerten Transportrad gelagert sein und von diesem in einem kreisförmigen Umlauf bewegt werden. Die Weitertransporteinheit kann eine besonders große Anzahl an Behältern am Trennbereich aufnehmen und weitertransportieren. Bevorzugt kann die Weitertransporteinheit an einer dem Trennbereich gegenüberliegenden Seite des Transportrads die Behälter an eine weitere Transporteinheit abgeben. Bevorzugt sind die Gegenhalter beweglich am Transportrad gelagert. Bevorzugt ist eine Kurvenscheibe dazu vorgesehen, mit den Gegenhaltern verbundene Steuermittel, insbesondere Steuernocken, geeignet anzusteuern. Die Steuernocken können gemeinsam mit den Gegenhaltern und den Haltern am Transportrad gelagert sein und vom Transportrad in einem Umlauf angetrieben werden. Die Kurvenscheibe kann bevorzugt zentrisch zum Transportrad angeordnet sein und gegenüber einer Maschinenbasis der Vorrichtung stillstehen. Die Steuerkurve weist in dem Bereich, der von den Steuernocken überstrichen wird, wenn die Halter und Gegenhalter am Trennbereich vorbei bewegt werden, eine Auslenkung auf, die den Gegenhalter in Richtung der Öffnung des Aufnahmebereichs der Halter verschiebt und in die Aufnahmebereiche eingelegte Behälter sichert. Die Gegenhalter können in dieser Stellung bleiben und verhindern, dass Behälter aus den Aufnahmebereichen fallen, bis die Halter einen Abgabebereich erreichen, in dem die Behälter an einen nächsten Prozessschritt abgegeben werden. In dieser Position kann die Steuerkurve wiederum eine Auslenkung aufweisen, welche bewirkt, dass die Aufnahmebereiche geöffnet und die Behälter abgegeben werden können. Bevorzugt erfolgt der Trennvorgang durch zwei in einer Scherbewegung aneinander vorbei bewegte Trennmesser. Die Trennmesser können als Schermesser wirken. Bevorzugt können die im Trennbereich senkrecht zur Vorschubrichtung und zur Haupterstreckung des Trennbereichs bewegten, die weiteren Trennmesser bildenden Halter mit einer Scherbewegung am vom zweiten Keil gebildeten ersten Trennmesser vorbei bewegt werden, um den von der Behältergruppe zu trennenden Behälter im Trennbereich der Trenneinheit an der Trennstelle zwischen den Behältern zu trennen. Die Messerkanten bildenden Keilkanten der Trennmesser können sich in einer größten Annäherung während des Trennvorgangs annähernd berühren. Die Trennmesser können die Behälter im Trennbereich durch einen Schneidvorgang trennen. Entstehende Schnittkanten können besonders exakt sein. Besonders bevorzugt werden die Keilkanten der Trennmesser unter Beibehaltung eines Trennabstands aneinander vorbei bewegt. Der Trennabstand kann bevorzugt 0,1 - 0,3 mm betragen. Unter einem "Trennabstand" soll in diesem Zusammenhang der Abstand zwischen den beiden Keilkanten bei ihrer größten Annäherung während des Trennvorgangs verstanden werden. Eine Kollision der Keilkanten kann vermieden werden. Die Trenneinheit kann besonders zuverlässig sein. Bevorzugt kann die Keilkante zumindest eines der beiden Trennmesser zur Schließrichtung geneigt sein. Insbesondere kann die Keilkante mit der Schließrichtung und/oder der Richtung der Scherbewegung einen Winkel von 75° - 85° bilden. Bevorzugt bildet die weitere Keilkante mit der Richtung der Scherbewegung einen Winkel von 90°. Bevorzugt weist der zweite Keil die geneigte Keilkante auf. Bevorzugt bilden die Keilkante der Halter mit der Scherbewegung einen Winkel von 90°. Die Trenneinheit kann den Behälter im Trennbereich an der Trennstelle mit einer Punktscherung trennen. Während des Trennens auftretende Kräfte können gering sein. Durch den Trennvorgang entstehende Vibrationen können reduziert sein. Die Keilkante können geschont werden. Die Trenneinheit kann besonders langlebig sein.
• Weiter wird eine Zufuhrvorrichtung für Behälter mit der Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern mit den beschriebenen Merkmalen vorgeschlagen. Insbesondere kann die Zufuhrvorrichtung für eine Verpackungsmaschine zur Weiterverpackung der Behälter vorgesehen sein, insbesondere für eine Schlauchbeutelmaschine. Die Zufuhrvorrichtung kann die genannten Vorteile aufweisen.
• Weiter wird ein Verfahren zum Trennen von Behältergruppen mit der Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern mit den beschriebenen Merkmalen vorgeschlagen. Das Verfahren kann die genannten Vorteile aufweisen. Insbesondere kann das Verfahren geeignet sein, Behälter von Behältergruppen mit einer hohen Leistung und/oder Effizienz zu trennen. Das Verfahren kann einen kontinuierlichen Trenn- und Weitertransportprozess erlauben.
Zeichnung
• Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern,

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Behältergruppe mit den Behältern,

Fig. 3

eine schematische Darstellung möglicher Varianten von Halteflächen,

Fig. 4

eine schematische Darstellung einer Zufuhrvorrichtung mit der Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern,

Fig. 5

einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig. 4,

Fig. 6

die Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen verbundenen Behältern im Betrieb mit Behältern, und

Fig. 7

eine schematische Darstellung einer Scherbewegung eines ersten und eines weiteren Trennmessers in einer Draufsicht senkrecht zu einer Vorschubrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
• Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung 10 zum Trennen von zu Behältergruppen 12 verbundenen Behältern 14 mit einer Trenneinheit 16, die dazu vorgesehen ist, einen in einer Vorschubrichtung 18 vordersten Behälter 20 der Behältergruppe 12 in einem Trennvorgang quer zu der Vorschubrichtung 18 von einem weiteren Behälter 22 der Behältergruppe 12 entlang eines Trennbereichs 24 zu trennen.
• Eine Positionierungseinheit 26 ist dazu vorgesehen, den in Vorschubrichtung 18 vor dem Trennbereich 24 angeordneten, an den Trennbereich 24 angrenzenden Behälter 22 der Behältergruppe 12 während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren.
• Figur 2 zeigt eine kartenähnliche Behältergruppe 12, die von sechs ampullenartigen Behältern 14 gebildet wird, die in einer Behältergruppenrichtung 60 nebeneinander angeordnet sind. Die Behältergruppe 12 ist in einem, dem Fachmann bekannten Blow-Fill-Seal-Verfahren aus einem Polypropylenmaterial hergestellt. Die Behälter 14 weisen einen Behälterteil 62 auf, in dem sich ein Füllgut, zum Beispiel ein flüssiges Medikament wie Augentropfen oder Ähnliches, befindet. Die Behälter 14 sind mit Verbindungsstegen 64 untereinander verbunden. Jeweils mittig zwischen den Behälterteilen 62 sind Schwächungslinien, die Trennstellen 66 bilden, angeordnet. Die Trennstellen 66 erstrecken sich in Richtung einer Haupterstreckung 68 der Behälter senkrecht zur Behältergruppenrichtung 60. Die Behälter 14 weisen in Haupterstreckungsrichtung 68 an einem Ende des Behälterteils 62 einen Kopfteil 70 und an einem gegenüberliegenden Ende einen Fußteil 72 auf. Die Behälter 14 lassen sich durch Abbrechen des Kopfteils 70 zur Entnahme des Füllguts öffnen. Endbereiche des Kopfteils 70 und des Fußteils 72 sind als flache Führungsflächen 74 ausgebildet. Diese Führungsflächen 74 erleichtern ein Positionieren und Führen der Behältergruppe 12 in Vorrichtungen durch geeignete Transport- und Führungsmittel. Der Vorrichtung 10 wird in der Vorschubrichtung 18 eine Vielzahl solcher Behältergruppen 12 nacheinander zugeführt. Alternativ wäre es auch möglich, dass die Behältergruppen 12 zum Beispiel von einem Stapel senkrecht zur Vorschubrichtung 10 und zur Haupterstreckung 68 in die Vorrichtung 10 abgegeben werden und anschließend zum Trennen der Behälter 20 in Vorschubrichtung 18 bewegt werden. Alternativ könnten die Behältergruppen 12 auch quer, in Richtung der Haupterstreckung 68, in die Vorrichtung 10 geschoben werden.
• Die Positionierungseinheit 26 weist einen in Vorschubrichtung 18 ersten Keil 28 mit einer Haltefläche 32 und einen in Vorschubrichtung 18 zweiten Keil 30 mit einer Haltefläche 34 auf, wobei die Halteflächen 32, 34 zueinander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Halteflächen 32, 34 sind im gezeigten Beispiel eben ausgebildet und positionieren den Behälter 22, indem sie mit dem Behälterteil 62 in Kontakt treten und den Behälter 22 so in eine Sollposition schieben und/oder in dieser Sollposition fixieren. Der Behälter 22 liegt dabei auf seiner den Halteflächen 32, 34 abgewandten Unterseite, in diesem Beispiel der jeweiligen Unterseite der Führungsflächen 74, auf einer geeignet ausgebildeten, Behälterauflage 76 auf, die ebenfalls Teil der Positionierungseinheit 26 ist. Im gezeigten Beispiel wird die Behälterauflage 76 von Totplatten gebildet, auf die die Behälter 14, 20, 22 in Vorschubrichtung 18 geschoben werden und auf denen sie mit ihren Behälterteilen 62 und Führungsflächen 74 aufliegen. Es ist auch denkbar, dass die Behälter 14 nur mit ihren Behälterteilen 62 oder mit ihren Führungsflächen 74 auf der Totplatte aufliegen.
• Figur 3 zeigt mögliche alternative Ausprägungen der Haltefläche 32. Soll eine Auflagefläche, mit der die Haltefläche 32 den Behälterteil 62 berührt, vergrößert werden, so ist eine Ausgestaltung entsprechend der Haltefläche 32', vorteilhaft. Die Haltefläche 32' ist konkav ausgebildet und schmiegt sich an eine Oberfläche des Behälterteils 62 an. Der Behälterteil 62 kann so besonders gut geschont werden. Alternativ kann eine konvex ausgebildete Haltefläche 32" vorteilhaft sein, wenn eine möglichst kleine Gesamtauflagefläche erreicht werden soll. Der Behälterteil 62 kann auch Rillen aufweisen, in die vorteilhaft eine konvex ausgebildete Haltefläche 32" eingreifen kann. Der Fachmann wird für den jeweiligen Anwendungsfall die konkrete Ausgestaltung der Haltefläche 32 festlegen. Die Haltefläche 34 kann entsprechend der hier gezeigten Beispiele für die Haltefläche 32 unterschiedlich ausgebildet sein. Die Halteflächen 32, 34 können anstelle von oder zusätzlich zu dem Behälterteil 62 den Behälter 14 auch am Kopfteil 70 oder am Fußteil 72 oder in einer Kombination von Behälterteil 62 und/oder Kopfteil 70 und/oder Fußteil 72 positionieren.
• Die Keile 28, 30 weisen weiter Keilkanten 78, 80 auf. Die Keilkante 78 des Keils 28 bildet ebenfalls einen Teil der Positionierungseinheit 26 und berührt den Verbindungssteg 64 im Bereich der Trennstelle 66. Da die Trennstelle 66 eine Vertiefung bildet, in die die Keilkante 78 eintaucht, wird der Behälter 22 zusätzlich fixiert. Es kann insbesondere zur Verarbeitung besonders flexibler Behältergruppen 12 zusätzlich ein Gegenstück vorgesehen sein, welches von der der Keilkante 78 gegenüberliegenden Seite des Verbindungsstegs 64 auf diesen eine Gegenkraft zur durch die Keilkante 78 ausgeübte Kraft ausübt und den Verbindungssteg 64 so festklemmt.
• Der zweite Keil 30 weist weiter ein erstes Trennmesser 36 der Trenneinheit 16 auf. Das Trennmesser 36 wird von der Keilkante 80 des zweiten Keils 30 gebildet und berührt zu Beginn des Trennvorgangs den Verbindungssteg 64 zwischen dem Behälter 22 und dem abzutrennenden Behälter 20 an der Trennstelle 66 dieses Verbindungsstegs 64. Dieser Bereich bildet zugleich den Trennbereich 24. Gleichzeitig unterstützt diese Berührung auch die Positionierung der Behälter 20, 22 bezüglich des Trennbereichs 24 der Trenneinheit 16. In Fällen, in denen eine Berührung des Behälterteils 62 vermieden werden soll, kann die Positionierungseinheit 26 den Behälter 20 auch ausschließlich mit Hilfe des Kontakts der Keilkanten 78, 80 an den Verbindungsstegen 64 oder am Kopfteil 70 oder am Fußteil 72 positionieren.
• Die Vorrichtung 10 verfügt weiter über ein Transportband 82 (Figuren 4-6) sowie ein gegenüberliegend auf der Seite der Keile 28, 30 angeordnetes Oberband 84, welche beidseitig auf die Führungsflächen 74 der Behältergruppen 12 wirken und diese in Vorschubrichtung 18 antreiben und führen. Ein Zählrad 86 mit einer Verzahnung greift so in den die Behälterteile 62 aufweisenden Teil der Behältergruppe 12, dass die Behälterteile 62 in Ausnehmungen der Verzahnung greifen und das Zählrad 86 so formschlüssig entsprechend einer aktuellen Position der Behälterteile 62 drehen. Das Zählrad 86 ist mit einer nicht näher dargestellten Steuereinheit verbunden, die die Bewegungen der Vorrichtung 10 mittels nicht näher dargestellter Antriebe steuert und regelt. Die Information des Zählrads 86 dient dazu, die Behältergruppe 12 und die Behälter 14 in Vorschubrichtung 18 korrekt zu transportieren, so dass die Trennstellen 66 während der Trennvorgänge an den gewünschten Positionen zu liegen kommen und einen Alarm und/oder Maschinenstopp bei nicht korrekt positionierten Behältern 14 auslösen.
• Eine Weitertransporteinheit 38 weist eine Vielzahl von Haltern 40 auf, die in einem Umlauf 52 angeordnet sind. Der Umlauf 52 wird von einem Transportrad 90 gebildet, an dem die Halter 40 angeordnet sind. Die Halter 40 bilden Aufnahmebereiche 42 zur Aufnahme der in jeweils einem Trennvorgang abgetrennten Behälter 20. Auf den Aufnahmebereichen 42 gegenüberliegenden Seiten der Halter 40 sind am Transportrad 90 Gegenhalter 92 in einer Verschließbewegung 118 verschiebbar so gelagert, dass sie über die Aufnahmebereiche 42 geschoben werden können, um in die Aufnahmebereiche 42 eingelegte Behälter 14 zu sichern. Die Halter 40 weisen zudem weitere Trennmesser 50 der Trenneinheit 16 auf. Die Trenneinheit 16 wird damit von den Trennmessern 36, 50 und der Positionierungseinheit 26 gebildet. Die Trennmesser 50 werden von Kanten 88 der Halter 40 gebildet. Die Weitertransporteinheit 38 ist dazu vorgesehen, abgetrennte Behälter 14 in einer Weitertransportbewegung 44 weiterzutransportieren, die unmittelbar nach dem Trennvorgang eine Hauptbewegungskomponente 46 senkrecht zur Vorschubrichtung 18 und quer zu einer Haupterstreckung 48 des Trennbereichs 24 aufweist.
• Die Weitertransportbewegung 44 bildet während des Trennvorgangs eine Scherbewegung 56. Der Trennvorgang erfolgt durch die Trennmesser 36, 50, die mit der Scherbewegung 56 in einem minimalen Trennabstand 54 von 0,1 - 0,3 mm aneinander vorbei bewegt werden.
• Figur 7 zeigt die Bewegung in Schließrichtung 96 des ersten und die Scherbwegung 56 eines der weiteren Trennmesser 36, 50 in einer Draufsicht senkrecht zur Vorschubrichtung 18. Die das erste Trennmesser 36 bildende Keilkante 80 ist vorteilhaft, wie in dieser Figur ersichtlich, gegenüber dem Trennbereich 24 um einen Winkel 116 geneigt, so dass wenn die beiden Trennmesser 36, 50 durch die Scherbewegung 56 aneinander vorbei bewegt werden, die Trennstelle 66 zwischen dem in dieser Figur nicht dargestellten Behälter 20 und dem Behälter 22 in einer Punktscherung getrennt wird.
• Anhand der Figuren 4-6, die eine Zufuhrvorrichtung 58 mit der Vorrichtung 10 zum Trennen von zu Behältergruppen 12 verbundenen Behältern 14 zeigen, soll die Funktion der Vorrichtung 10 näher erläutert werden.
• Das Oberband 84 und das Transportband 82 wirken beidseitig auf die Führungsflächen 74 der Behältergruppen 12 und transportieren diese in der Vorschubrichtung 18 in Richtung des Trennbereichs 24 der Trenneinheit 16. Das Zählrad 86 überwacht diesen Vorschub. Die nicht dargestellte Steuereinheit steuert und regelt die Bewegungen der Zufuhrvorrichtung 58 mit der Vorrichtung 10. Die Keile 28, 30 sind an einer Lineareinheit 94 gelagert, die die Keile 28, 30 gemeinsam in einer Schließrichtung 96 senkrecht zur Vorschubrichtung 18 und zur Haupterstreckung 48 des Trennbereichs 24 in einer Hubbewegung antreibt. Die Schließrichtung 96 spannt mit der Vorschubrichtung 18 einen Winkel 100 von 90° auf. Wurde die Behältergruppe 12 so weit in Vorschubrichtung 18 bewegt, dass sich die Trennstelle 66 zwischen dem Behälter 22 und dem abzutrennenden Behälter 20 im Trennbereich 24 der Trenneinheit 16 befindet, senkt die Lineareinheit 94 die Keile 28, 30 in Richtung der Behältergruppe 12 ab, bis die Keile 28, 30 den Behälter 22 berühren und diesen positionieren. Der Keil 28 ist an der Lineareinheit 94 durch ein nicht näher dargestelltes Federelement in Schließrichtung 96 federnd gelagert. Der zweite Keil 30 ist in Schließrichtung 96 gegenüber dem ersten Keil 28 im ausgefederten Zustand um etwa 1 mm zurückversetzt. Werden die Keile 28, 30 in Schließrichtung 96 auf den Behälter 22 abgesenkt, berühren zunächst die Keilkante 78 und die Haltefläche 32 des ersten Keils 28 den Behälter 22. Die Lineareinheit 94 bewegt den Keil 30 weiter in Richtung des Behälters 22, während der Keil 28 beginnt einzufedern und so an seiner Position verbleibt. In Folge berührt nun auch die Haltefläche 34 des zweiten Keils 30 den Behälterteil 62 des Behälters 22 und drängt den Behälter 22 in Richtung des ersten Keils 28. Der Behälter 22 wird nun zwischen den Halteflächen 32, 34 zentriert und positioniert. Durch eine Federkraft des Federelements klemmt der erste Keil 28 mit seiner Keilkante 78 zusätzlich den Behälter 22 an seiner Trennstelle 66 fest, ohne die Trennstelle 66 durch eine übermäßige Kraft zu trennen. Die Keilkante 80 des zweiten Keils 30 befindet sich nun im Trennbereich 24 in Position zum Trennen der Behälter 20, 22.
• Das Transportrad 90 rotiert in der Darstellung der Figuren 4 - 6 in der Weitertransportbewegung 44, die im Trennbereich 24 annähernd senkrecht zur Vorschubrichtung 18 ist, im Uhrzeigersinn. Im Ausführungsbeispiel ist die Weitertransportbewegung 44 kontinuierlich, es ist aber auch eine diskontinuierliche Weitertransportbewegung 44 denkbar. Insbesondere kann die Weitertransportbewegung 44 in Abhängigkeit einer Folgemaschine 114 gesteuert werden. Die Gegenhalter 92 der Halter 40 sind, bevor die Halter 40 den Trennbereich 24 passieren, in Richtung eines Rotationszentrums des Transportrads 90 zurückgezogen, so dass die Aufnahmebereiche 42 der Halter 40 Öffnungen zur Aufnahme der abzutrennenden Behälter 20 aufweisen. Der dem Trennbereich 24 entgegen der Weitertransportbewegung 44 nächstliegende Halter 40 bewegt sich an der Trennstelle 24 vorbei. Eine jeweilige Oberseite 98 der Halter 40, an der die Öffnungen der Aufnahmebereiche 42 angeordnet sind, ist gegenüber einem Radius des Transportrads 90 so geneigt, dass die Oberfläche 98 mit der Vorschubrichtung 18 ausgehend von der Kante 88 einen Winkel 102 von 10° aufspannt. Der Halter 40 tritt in Kontakt mit dem Behälter 20 und nimmt die dem Aufnahmebereich 42 zugewandte Seite des Behälterteils 62 auf, während die Führungsflächen 74 des Behälters 20 auf der Oberseite 98 zu liegen kommen. Aufgrund der Neigung um den Winkel 102 wird der Behälter 20 von der Trennstelle 24 in Richtung eines Rotationszentrums 104 des Transportrads 90 gedrängt. Der dem Halter 40 gegenüberliegende Gegenhalter 92 wird nun vom Rotationszentrum 104 weg über den Aufnahmebereich 42 verschoben, so dass der Gegenhalter 92 den Behälter 20 im Aufnahmebereich 42 an den Führungsflächen 74 des Behälters 20 (siehe Figur 2) gegen Herausfallen sichert. Der so gesicherte Behälter 20 wird nun vom Behälter 22 getrennt. Die Kante 88 des Halters 40 bildet eines der weiteren Trennmesser 50, bewegt sich im Trennabstand 54 am ersten Trennmesser 36 vorbei und trennt nun im Trennbereich 24 den Behälter 20 ab. Eine Steuerkurve 106, in die Steuernocken 108 der Gegenhalter 92 greifen, hat an der entsprechenden Position im Umlauf 52 eine geeignete Auslenkung 110, um den Gegenhalter 92 so anzusteuern, dass er beim Passieren des Trennbereichs 24 den Behälter 20 sichert. Nach einer halben Umdrehung des Transportrads 90 erreicht der Halter 40 einen Abgabebereich 112. Da das Transportrad 90 nun um 180° gedreht ist, liegt der Behälter 20 nun auf dem Gegenhalter 92 auf. Der Gegenhalter 92 wird durch die Steuerkurve 106 etwas vom Halter 40 weg bewegt und so weit vom Rotationszentrum 104 ausgefahren, dass der Behälter 20 vom Halter 40 freigegeben wird und vom Gegenhalter 92 an die Folgemaschine 114, zum Beispiel eine Verpackungsmaschine, abgegeben wird. Dieser Prozess wiederholt sich fortlaufend mit jedem Halter 40 im Umlauf 52 des Transportrads 90 und mit jedem abgetrennten Behälter 20. Das Transportrad 90 kann dabei mit Vorteil in einer konstanten Geschwindigkeit rotieren, oder entsprechend einem Bedarf der Folgemaschine 114 gesteuert werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Trennen von zu Behältergruppen (12) verbundenen Behältern (14), insbesondere von Ampullen, mit einer Trenneinheit (16), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen in einer Vorschubrichtung (18) vordersten Behälter (20) der Behältergruppe (12) in einem Trennvorgang quer zu der Vorschubrichtung (18) von zumindest einem weiteren Behälter (22) der Behältergruppe (12) entlang eines Trennbereichs (24) zu trennen, und mit einer Positionierungseinheit (26), die dazu vorgesehen ist, zumindest einen in Vorschubrichtung (18) vor dem Trennbereich (24) angeordneten Behälter (22) der Behältergruppe (12) während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren, wobei die Positionierungseinheit (26) zumindest einen in Vorschubrichtung (18) ersten Keil (28) und einen in Vorschubrichtung (18) zweiten Keil (30) mit zumindest teilweise gegenüberliegenden Halteflächen (32, 34) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinheit (26) dazu vorgesehen ist, einen entgegen der Vorschubrichtung (18) an den Trennbereich (24) angrenzenden Behälter (22) der Behältergruppe (12) während des Trennvorgangs formschlüssig zu positionieren.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Keil (30) ein erstes Trennmesser (36) der Trenneinheit (16) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Weitertransporteinheit (38) mit zumindest einem Halter (40), der einen Aufnahmebereich (42) zur Aufnahme der in jeweils einem Trennvorgang abgetrennten Behälter (20) bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Weitertransporteinheit (38) dazu vorgesehen ist, abgetrennte Behälter (20) in einer Weitertransportbewegung (44) weiterzutransportieren, die zumindest unmittelbar nach dem Trennvorgang eine Hauptbewegungskomponente (46) senkrecht zur Vorschubrichtung (18) und quer zu einer Haupterstreckung (48) des Trennbereichs (24) aufweist.
6. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Halter (40) ein weiteres Trennmesser (50) der Trenneinheit (16) aufweist.
7. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Weitertransporteinheit (38) eine Vielzahl von Haltern (40) in einem Umlauf (52) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennvorgang durch zwei in einem Trennabstand (54) in einer Scherbewegung (56) aneinander vorbei bewegte Trennmesser (36, 50) erfolgt.
9. Zufuhrvorrichtung für Behälter (14) mit einer Vorrichtung (10) zum Trennen von zu Behältergruppen (12) verbundenen Behältern (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Trennen von Behältergruppen (12) mit einer Vorrichtung (10) zum Trennen von zu Behältergruppen (12) verbundenen Behältern (14) nach einem der Ansprüche 1-8.

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