EP4146548A1 - Applikationseinheit, verfahren zum betreiben einer applikationseinheit sowie eine verpackungsmaschine mit einer applikationseinheit - Google Patents

Applikationseinheit, verfahren zum betreiben einer applikationseinheit sowie eine verpackungsmaschine mit einer applikationseinheit

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EP4146548A1
EP4146548A1 EP21786227.5A EP21786227A EP4146548A1 EP 4146548 A1 EP4146548 A1 EP 4146548A1 EP 21786227 A EP21786227 A EP 21786227A EP 4146548 A1 EP4146548 A1 EP 4146548A1
Authority
EP
European Patent Office
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application unit
drive
containers
axis
rotation
Prior art date
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Granted
Application number
EP21786227.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4146548B1 (de
Inventor
Manfred Van Triel
Thomas JÖHREN
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP4146548B1 publication Critical patent/EP4146548B1/de
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B17/00—Other machines, apparatus, or methods for packaging articles or materials
    • B65B17/02—Joining articles, e.g. cans, directly to each other for convenience of storage, transport, or handling
    • B65B17/025—Joining articles, e.g. cans, directly to each other for convenience of storage, transport, or handling the articles being joined by a top carrier element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
    • B65B35/44—Arranging and feeding articles in groups by endless belts or chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B49/00—Devices for folding or bending wrappers around contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B49/00—Devices for folding or bending wrappers around contents
    • B65B49/12—Rotary folders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/001—Arrangements to enable adjustments related to the product to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/04—Machines constructed with readily-detachable units or assemblies, e.g. to facilitate maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B65/00—Details peculiar to packaging machines and not otherwise provided for; Arrangements of such details
    • B65B65/02—Driving gear

Definitions

  • Application unit method for operating an application unit and a packaging machine with an application unit
  • the invention relates to an application unit for attaching, in particular for attaching a pack, of a material blank to containers that have been put together to form a group of containers
  • At least one pressing element having a tool plate for connecting the material blank to the containers of the container group to be conveyed along a transport plane and
  • a drive unit which is designed to move the pressing element in such a way that the tool plate can be adjusted between a disengaged position and an engaged position with the containers.
  • the invention also relates to methods for operating such an application unit and a packaging machine with such an application unit.
  • Application units for packaging machines for pressing on and/or pressing a material blank, for example a cardboard blank, onto containers formed into a group, such as for example cans or bottles, are known in a variety of configurations from the prior art.
  • the material blank is pressed onto the containers in such a way that the material blank is positively connected to the containers via suitable openings adapted to the containers, with the material blank being pushed over the containers in sections in the area of the openings.
  • EP 2 239 200 B1 discloses an application unit for producing a cardboard packaging, which has pressing elements attached to a rotary disk, which close a cardboard blank, which forms the bottom and the side walls of the cardboard packaging, with a lid. A revolving toothed belt ensures that the application unit's pressure elements always remain horizontal.
  • the invention is based on the object of providing an application unit that can be produced inexpensively and allows a change to changing production conditions in a simple manner, as well as a method for operating such an application unit and a packaging machine with such an application unit.
  • the invention solves the problem by an application unit with the features of claim 1, the method for operating an application unit or a packaging machine with the features of claim 14 or claim 16 and by a packaging machine with the features of claim 10.
  • Advantageous developments of the invention are given for the application unit in claims 2 to 9, for the packaging machine in claims 11 to 13 and for the method in claims 15 and 17.
  • the drive unit has a first drive disk which can be rotated about a first axis of rotation and a second drive disk which is arranged parallel at a distance from the first drive disk and can be rotated about a second axis of rotation, the first and the second axis of rotation being horizontally aligned and arranged at the same height and not coaxially with one another and
  • the pressing element comprises a first and a second joint axis, the pressing element being connected in an articulated manner to the first drive disk via its first joint axis and to the second drive disk via its second joint axis in such a way that the tool plate is released when the two drive disks rotate about the respective axis of rotation is oriented horizontally.
  • the drive unit has at least one pressing element having a tool plate, the pressing element being connected via its first joint axis to the first drive disk and its second joint axis to the second drive disk in an articulated manner.
  • connection of the joint axes of the pressing element with the first and second drive disk is preferably designed in such a way that the tool plate arranged on the pressing element is always horizontally aligned due to an arrangement of the joint axes at the same height when the drive disks are rotated, with a horizontal alignment on a intended arrangement refers to the application unit on or in the packaging machine, in which the application unit is arranged parallel at a distance from a generally horizontal transport plane on which the containers provided with the cut material are moved past the application unit in the transport direction.
  • the arrangement of the joint axes at the same height results in their matching distance from the transport plane during the rotation of the drive pulleys.
  • the non-coaxial arrangement of the axes of rotation results in a distance or offset of the axes of rotation, with these—relative to the intended installation position of the application unit—being preferably arranged one behind the other offset in the transport direction.
  • a resulting reliable horizontal alignment of the tool plate ensures that it horizontally guides or holds the material blank to be mounted on or on the containers, so that when the tool plate is displaced due to the rotational movement of the drive disks, the material blank is reliably attached to the containers.
  • the material blank is attached during the displacement of the tool plate from the disengaged position with the containers into the engaged position with the containers, with the material blank being in the engaged position depending on the design of the engaged position, i.e. the maximum displacement in the direction of the containers, the material blank placed at or on the containers. If the material blank is attached, the material blank is positively connected to the individual containers of the group of containers, with a bundle-forming connection preferably being produced via the material blank.
  • the application unit according to the invention is characterized in that it can be produced particularly simply and inexpensively and enables reliable horizontal alignment of the tool plates of the pressing elements. Deviations of the tool plate from the horizontal alignment required for smooth operation are effectively prevented by the application unit according to the invention.
  • the application unit can be easily adapted to the transport speed of the containers via the rotational speed of the drive disks about the respective axis of rotation. With the help of the application unit, it is possible to provide the containers with a material blank in a continuous process.
  • the group of containers can consist, for example, of 4, 6 or 8 containers, which are preferably grouped in a 2x2 arrangement, a 3x2 arrangement or a 4x2 arrangement.
  • the containers of the group of containers are preferably beverage containers or containers for liquid foods.
  • the containers can be in the form of cans or bottles, for example.
  • the concrete design of the material blanks can be freely selected.
  • the respective material blank expediently has a plurality of holes through which the containers, in particular their upper section, can be passed. On the circumference of the holes, tooth-like fixing elements designed to be tiltable relative to a base area of the material blank can be provided for positive connection with the containers.
  • the material blanks are particularly preferably made of cardboard, in particular corrugated cardboard, or of cardboard.
  • the respective material blank can have lateral folding flaps. In the folded state, the folding flaps advantageously form a cover for the upper section of the containers, for example to protect against soiling.
  • the configuration of the connection of the pressing element to the tool plate can in principle be freely selected.
  • the pressing element is designed for the detachable arrangement of the tool plate.
  • This embodiment of the invention makes it possible to adapt the application unit to changing production conditions, such as the size of the container groups, the size of the containers, the product division or the like, in a particularly simple manner.
  • the term “product division” is to be understood as meaning the centre-to-centre distance between two consecutive groups of containers in the direction of transport.
  • the arrangement of the pressing elements on the first and second drive pulleys can basically be designed in any way. It is thus possible to fix the pressing element or several pressing elements in a fixed position on the drive disks, in which case an adaptation to, for example, changing product divisions of the containers can be carried out by simply changing the rotational speed of the pressing elements resulting from the rotational speed of the drive disk.
  • the first and the second drive disk have receiving openings for the detachable arrangement of the joint axes of the pressing element.
  • the detachable arrangement of the joint axes allows the pressing elements to be easily replaced if necessary, which also makes inspection and maintenance work easier.
  • the arrangement of a plurality of receiving openings on each of the drive pulleys which is provided according to a particularly advantageous manner, the receiving openings being distributed over their circumference on the driving pulleys in such a way that a plurality of pressing elements can be fastened to the driving pulleys, also makes it possible from providing the application unit with several pressing elements, in which case the number and arrangement of the pressing elements can then be selected depending on the product divisions of the containers, with an arrangement of the receiving openings being particularly preferred which allows the application unit to be adapted to product divisions of 160 mm, 240 mm and/or 320 mm.
  • This embodiment of the invention thus makes it possible to adapt the application unit to different product divisions by simply replugging the pressing elements without the need for an adjustment of the rotational speed of the pressing elements by regulating the speed of the drive pulleys.
  • the peripheral speed of the pressing elements can permanently correspond to the production speed of the packaging machine, so that different speed profiles for drive motors or the like can be dispensed with.
  • each of the drive pulleys has a plurality of, preferably at least eight, receiving openings which are arranged on a circular path with a predetermined circumference, in particular a circumference of 960 mm.
  • the receiving openings are divided into a first group with n receiving openings arranged equidistantly from one another, a second group with n receiving openings arranged equidistantly from one another, which is arranged opposite the receiving openings of the first group, and two individual receiving openings arranged centrally between the two groups , which are arranged on a common circular path, where n is a natural number and preferably greater than or equal to 3.
  • the application unit has several, preferably three, four or six pressing elements each having a tool plate, the first joint axes of which are connected to the first drive disk and whose second joint axes are connected to the second drive pulley.
  • the corresponding pressing elements enable in particular a reliable arrangement of the material blanks on containers assembled in groups of four, six or eight, which have a diameter of 58 or 66 mm, for example, if the pressing elements are on a circular path with a preferably provided circumference of 960 mm are arranged. In doing so, e.g.
  • the restriction applies that when processing eight containers assembled into a group and a circumference of 960 mm and three tools evenly distributed over the circumference, only containers with a diameter of 58 mm can usually be processed.
  • the arrangement of the pressing elements can be freely selected, with a particularly advantageous embodiment providing for them to be arranged equidistant from one another in order to ensure reliable attachment of the material blanks in a continuously running production process with a constant product division.
  • the drive pulleys can be driven in any manner.
  • the drive unit comprises a drive motor, preferably an electric motor, particularly preferably a servomotor, for driving the drive pulleys.
  • a drive motor in particular an electric motor or servo motor, allows the speed of the drive pulleys and thus the rotational speed of the pressing elements to be determined particularly precisely and accurately, so that an optimal adjustment to the transport speed of the containers to be processed can be achieved.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a packaging machine with an application unit according to the invention or a further development described above.
  • the packaging machine according to the invention is a device for attaching the material cuts to the containers, which in addition to the application unit also has a feed unit for the material cuts and a transport device for moving the containers to be provided with the material cuts along the application unit.
  • the packaging machine according to the invention is characterized in that the packaging machine can be manufactured particularly easily and inexpensively due to the simple and compact design of the application unit.
  • the continuously working application unit ensures the processing of an even product flow, which makes it easy to integrate the packaging machine into the preceding and subsequent production processes.
  • the transport device for conveying the containers in the transport direction along a transport plane is arranged opposite the packaging machine in such a way that the two axes of rotation of the application unit are aligned perpendicular to the transport direction and are arranged at the same distance from the transport plane and offset from one another in the transport direction.
  • the tool plates of the pressing elements are aligned parallel to the transport plane due to the intended arrangement of the application unit, which ensures particularly reliable and simple guidance and holding and final attachment of the material blanks to the containers.
  • the application unit is mounted in such a way that its height position can be changed.
  • this enables containers of different heights to be processed in the packaging machine.
  • the packaging machine includes a further application unit.
  • the further application unit is expediently arranged behind the first-mentioned application unit in the transport direction.
  • the first-mentioned application unit for attachment in particular for Binding-forming attachment of a material blank to a container group of containers, while the further application unit is designed to lock two lateral folding flaps of the material blank attached to the containers.
  • the first-mentioned and the further application unit can be constructed essentially identically to one another, but with the difference that the further application unit preferably has a locking element for locking the lateral folding flaps on the underside of the tool plate or instead of the tool plate.
  • Said locking element can, for example, have a shape tapering downwards.
  • a folding device for folding or turning over the lateral folding flaps of the material blank is preferably arranged between the first-mentioned application unit and the further application unit.
  • a method according to the invention for operating an application unit or a packaging machine - as described above in a manner according to the invention or a further development - provides that the containers are first conveyed with a first product division and then the product division is changed so that the containers are conveyed with a second product division, which differs from the first product division, a fixed number of pressing elements being used independently of the product division and their position on the drive pulleys being left unchanged.
  • the application unit has a fixed number of pressing elements whose position on the drive pulleys cannot be changed, so that the application unit does not have to be reconfigured in the event of a change in the product division, which allows the method to be carried out particularly simply and inexpensively.
  • the pressing elements being designed here in such a way that they can be used with a number of product divisions.
  • the rotational speed of the pressing elements is variable for the given product division. A change in the rotational speed by changing the rotational speed of the drive pulleys allows the application unit to be adapted in a special way to changing product divisions, as a result of which the flexibility of the method is increased in a special way.
  • the containers are initially conveyed with a first product division and then the product division is changed so that the containers are conveyed with a second product division which differs from the first product division, the number of pressing elements and/or their position on the drive pulleys being changed when the product division is changed.
  • this method it is provided that depending on the product division, changes are made to the application unit in which the position and/or number of the pressing elements are changed and thus adapted to the changed product division.
  • This method according to the invention allows simple adaptation to different product divisions using an application unit that remains the same, which can be adapted to the changed product division by simply adjusting the number or position of the pressing elements.
  • the rotational speed of the pressing elements is particularly advantageously made for the rotational speed of the pressing elements to be constant for the product division specified in each case, ie the rotational speed does not vary over time for the respective product division, with the rotational speed corresponding to the transport speed of the containers.
  • the rotational speed advantageously corresponds to the transport speed of the containers, so that an optimal interaction of the tool plates arranged on the pressing elements with the material blanks to be arranged on the containers is ensured.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a perspective view of an application unit and a plurality of grouped containers
  • FIG. 2 shows a perspective representation of the application unit from FIG. 1 in cooperation with the grouped containers
  • FIG. 3 shows a perspective representation of a second embodiment of an application unit
  • FIGS. 4 & 5 show a perspective view of the application unit from FIGS. 1 and 2 during the processing of a material blank with folding flaps;
  • FIG. 6 shows a perspective view of a further application unit, following the application unit from FIG. 5 in the direction of transport, for locking the folding flaps.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an application unit 1a in its position relative to a plurality of container groups 4 to be processed, composed of containers 3, on a packaging machine that is not shown here and has a transport device.
  • the application unit 1a includes four pressing elements 7a. Furthermore, the application unit 1a for driving the pressing elements 7a comprises a drive unit 6a with a first drive disk 11a and a second drive disk 12a.
  • the drive pulleys 11a, 12a are arranged transversely to the transport direction 27 of the containers 3 parallel at a distance from one another.
  • the first drive pulley 11a rotates about its first axis of rotation 9a
  • the second drive pulley 12a rotates about its second axis of rotation 10a
  • the first axis of rotation 9a and the second axis of rotation 10a being arranged one behind the other at a distance from one another
  • the height of the first and second Axis of rotation 9a, 10a, ie their distance from a transport plane of the containers 3 is the same.
  • the drive unit 6a having the two drive disks 11a, 12a serves to adjust the pressing elements 7a provided with tool plates 8a, which are arranged in the area between the first drive disk 11a and the second drive disk 12a.
  • the pressing elements 7a are each connected to the first drive disk 11a via a first joint axis 13a and to the second drive disk 12a via a second joint axis 25a.
  • pivot pins 24 are mounted on the pressing elements 7a in a pivotable manner and are arranged with their ends opposite the free ends on the first and second drive disks 11a, 12a via square elements 26 arranged in receiving openings 14a are. If the receiving openings 14a do not have a square shape, in contrast to the exemplary embodiment from FIG. 1 , instead of the square elements 26 , differently shaped, for example round, connecting elements are preferably used.
  • the arrangement of the pressing elements 7a on the first and second drive pulleys 11a, 12a is such that the first joint axis 13a and second joint axis 25a of a pressing element 7a together always have the same distance from the transport plane, so that the pressing elements 7a and those on the pressing elements 7a arranged tool plates 8a during the rotation of the drive pulleys 11a, 12a always horizontal, i. H. are arranged parallel to the transport plane and parallel to the containers 3 arranged to form a container group 4 .
  • the pressing elements 7a are distributed evenly over the circumference on the first drive disk 11a and the second drive disk 12a, the first drive disk 11a and the second drive disk 12a each having a first receiving opening group 20a and a second receiving opening group 21a.
  • Each of these receiving groups 20a, 21a has three receiving openings 14a distributed over the circumference and arranged equidistantly from one another.
  • Two further receiving openings 14a are each arranged centrally between the first receiving opening group 20a and the second receiving opening group 21a on the circular path on which the receiving openings 14a of the first and second receiving opening group 20a, 21a are arranged opposite one another on the drive pulleys 11a, 11b.
  • the first and second drive disks 11a, 12a are rotated about their first and second axis of rotation 9a, 10a, as a result of which the pressing elements 7a rotate with their tool plates 8a about the first and second axis of rotation 9a, 10a .
  • the tool plates 8a come into engagement with the containers 3 assembled into container groups 4 and shift the material blanks 2 arranged on the container groups 4 - preferably cardboard blanks - in the direction of the containers 3.
  • the material blanks 2 when the container groups 4 are guided along the application unit 1a along the transport direction 27, are moved from their position shown in Fig. 1, placed on the container groups 4, to form bundles 5, into the positions shown in Fig. 2 in Transport direction 27 following the application unit shown position shifted, in which the Matenalblanket 2 are slipped with holes 23 over the top of the containers 3, so that the holes 23 are arranged coaxially to the containers 3 in the region of the tops of the containers 3.
  • the tool plates 8a guide the material blanks 2, hold them parallel to the tops of the containers 3 and shift them from a disengaged position into an engaged position with the container groups 4.
  • FIG. 3 A further embodiment of an application unit 1b is shown in FIG. 3 in a perspective view.
  • the drive unit 6b of the application unit 1b has two wheel-shaped drive disks 11b, 12b, with the first drive disk 11b rotating about the first axis of rotation 9b and the second drive disk 12b rotating about the second axis of rotation 10b is rotatable.
  • Screws 22 are used for the articulated arrangement of the pressing elements 7b on the first drive disk 11b and the second drive disk 12b, with which the pivot pins 24 extending through the pressing elements 7b are articulated on the first and second drive disks 11b, 12b.
  • the hinge pins 24 form the first and the second hinge axis 13b, 25b of the pressing elements 7b. 1 and 2, the first and second drive disks 11b, 12b of the application unit 1b shown in FIG. 3 have circular receiving openings 14b through which the screws 22 extend.
  • the first drive pulley 11b and second drive pulley 12b have a first group of receiving openings 20b and a second group of receiving openings 21b, which are arranged opposite one another. Between the two groups 20b, 21b of receiving openings, two individual receiving openings 14b are arranged on the circular path of the receiving opening 14b, in each case centrally between the two groups of receiving openings 20b, 21b.
  • the drive unit 6b is driven by a drive motor 15 arranged on a frame 18, the rotational movement of which is transmitted via two output gears 16 to drive gears 17 which are connected to the drive pulleys 11b, 12b in a twisted manner.
  • the drive causes the first and second drive disks 11b, 12b to rotate about their first or second axis of rotation 9b, 10b, whereby the pressing elements 7b with their tool plates 8b arranged on them are permanently horizontally aligned in accordance with the rotational movement of the first and second drive disk 11 b, 12b to run.
  • the tool plate 8b has openings 19 which are adapted to the containers 3 of the container groups 4 to be processed and allow the material blank 2 to be displaced in the direction of the containers 3, as a result of which the bundles 5 are formed.
  • FIG. 4 and 5 show the application unit 1a from FIG. 1 and FIG. 2, respectively, as well as several container groups 4 to be processed, composed of containers 3, the application unit 1a, however, being used for processing a different type of material blanks 2.
  • material blanks 2 are processed, each of which has two lateral folding flaps 2a. In the folded state (cf. FIG. 6), these serve as protection against dirt for the lids of the containers 3.
  • Said application unit 1a is followed in the transport direction 27 by a further application unit 1c.
  • This application unit 1c serves to lock the folded flaps 2a of a material blank 2 to one another.
  • the further application unit 1c is essentially of the same design as the first application unit 1a, but has an additional locking element 28 on each of the tool plates 8a of its pressing elements 7a.
  • the respective locking element 28 has a shape tapering downwards and preferably extends over the entire length of the associated tool plate 8a.
  • the container groups 4 are transported with the folded material blanks 2 arranged on them by means of the transport device along the transport direction 27 to the application unit 1c.
  • its first and second drive disks 11a, 12a are set in rotation about their first and second axis of rotation 9a, 10a, whereby the pressing elements 7a with their tool plates 8a and the locking elements 28 arranged thereon rotate about the first and second Axis of rotation 9a, 10a revolve.
  • the locking elements 28 come into engagement with the material blanks 2 and lock the two folding flaps 28 of the respective material blank 2 with one another.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Applikationseinheit (1a, 1b), die zur Anbringung, insbesondere zur gebindebildenden Anbringung, eines Materialzuschnitts (2) an zu einer Behältnisgruppe (4) zusammengestellten Behältnissen (3), mindestens ein eine Werkzeugplatte (8a, 8b) aufweisendes Andrückelement (7a, 7b) zur Verbindung des Materialzuschnitts (2) mit den entlang einer Transportebene zu fördernden Behältnissen (3) der Behältnisgruppe (4) und eine Antriebseinheit (6a, 6b), die dazu ausgebildet ist, das Andrückelement (7a, 7b) derart zu bewegen, dass die Werkzeugplatte (8a, 8b) zwischen einer Außereingriffsstellung und einer Ineingriffstellung mit den Behältnissen (3) verstellbar ist, aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit (6a, 6b) eine um eine erste Drehachse (9a, 9b) verdrehbare erste Antriebsscheibe (11a, 11b) und eine parallel im Abstand zur ersten Antriebsscheibe (11a, 11b) angeordnete um eine zweite Drehachse (10a, 10b) verdrehbare zweite Antriebsscheibe (12a, 12b) aufweist, wobei die erste und die zweite Drehachse (10a, 10b) horizontal ausgerichtet und in gleicher Höhe sowie nicht koaxial zueinander angeordnet sind und das Andrückelement (7a, 7b) eine erste und eine zweite Gelenkachse (13a, 13b, 25a, 25b) umfasst, wobei das Andrückelement (7a, 7b) derart über seine erste Gelenkachse (13a, 13b) gelenkig mit der ersten Antriebsscheibe (11a, 11b) und über seine zweite Gelenkachse (25a, 25b) gelenkig mit der zweiten Antriebsscheibe (12a, 12b) verbunden ist, dass die Werkzeugplatte (8a, 8b) bei einer Rotation der beiden Antriebsscheiben (11a, 11b, 12a, 12b) um die jeweilige Drehachse (9a, 9b, 10a, 10b) horizontal ausgerichtet ist.

Description

Applikationseinheit, Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit sowie eine Verpackungsmaschine mit einer Applikationseinheit
Die Erfindung betrifft eine Applikationseinheit zur Anbringung, insbesondere zur gebindebildenden Anbringung, eines Matenalzuschnitts an zu einer Behältnisgruppe zusammengestellten Behältnissen, die
- mindestens ein eine Werkzeugplatte aufweisendes Andrückelement zur Verbindung des Matenalzuschnitts mit den entlang einer Transportebene zu fördernden Behältnissen der Behältnisgruppe und
- eine Antriebseinheit, die dazu ausgebildet ist, das Andrückelement derart zu bewegen, dass die Werkzeugplatte zwischen einer Außereingriffsstellung und einer Ineingriffstellung mit den Behältnissen verstellbar ist, aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben einer solchen Applikationseinheit sowie eine Verpackungsmaschine mit einer solchen Applikationseinheit.
Applikationseinheiten für Verpackungsmaschinen zum An- und/oder Aufdrücken eines Materialzuschnitts, bspw. eines Kartonzuschnitts, auf zu einer Gruppe formierter Behältnisse, wie bspw. Dosen oder Flaschen, sind in vielfältigen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Im Falle einer gebindebildenden Anbringung folgt dabei ein Aufdrücken des Materialzuschnitts auf die Behältnisse derart, dass der Materialzuschnitt über geeignete, an die Behältnisse angepasste Öffnungen formschlüssig mit den Behältnissen verbunden wird, wobei der Materialzuschnitt im Bereich der Öffnungen abschnittsweise über die Behältnisse geschoben wird.
Wesentlich für die Funktion solcher Applikationseinheiten ist, dass deren Andrückelemente beim An-/Aufdrücken des Materialzuschnitts auf die Behälter horizontal geführt bzw. gehalten werden. Die bekannten Applikationseinheiten weisen dabei den Nachteil auf, dass diese hierzu einen besonders komplexen Aufbau aufweisen und nicht bzw. nur bedingt mit hohem Aufwand an wechselnde Produktionsbedingungen, wie z. B. wechselnde Produktteilungen, wechselnde Behältnisse oder dergleichen, angepasst werden können. Aus der EP 2 239 200 B1 ist eine Applikationseinheit zur Herstellung einer Kartonverpackung bekannt, die an einer Drehscheibe befestigte Andrückelemente aufweist, welche einen Kartonzuschnitt, der den Boden und die Seitenwände der Kartonverpackung bildet, mit einem Deckel verschließen. Ein umlaufender Zahnriemen sorgt dafür, dass die Andrückelemente der Applikationseinheit stets horizontal ausgerichtet bleiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Applikationseinheit bereitzustellen, welche sich kostengünstig herstellen lässt und in einfacher Weise einen Wechsel an sich verändernde Produktionsbedingungen zulässt, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Applikationseinheit und eine Verpackungsmaschine mit einer solchen Applikationseinheit bereitzustellen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Applikationseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , die Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit oder einer Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14 bzw. des Anspruchs 16 sowie durch eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind für die Applikationseinheit in den Ansprüchen 2 bis 9, für die Verpackungsmaschine in den Ansprüchen 11 bis 13 und für die Verfahren in den Ansprüchen 15 und 17 angegeben.
Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Applikationseinheit ist, dass
- die Antriebseinheit eine um eine erste Drehachse verdrehbare erste Antriebsscheibe und eine parallel im Abstand zur ersten Antriebsscheibe angeordnete um eine zweite Drehachse verdrehbare zweite Antriebsscheibe aufweist, wobei die erste und die zweite Drehachse horizontal ausgerichtet und in gleicher Höhe sowie nicht koaxial zueinander angeordnet sind und
- das Andrückelement eine erste und eine zweite Gelenkachse umfasst, wobei das Andrückelement derart über seine erste Gelenkachse gelenkig mit der ersten Antriebsscheibe und über seine zweite Gelenkachse gelenkig mit der zweiten Antriebsscheibe verbunden ist, dass die Werkzeugplatte bei einer Rotation der beiden Antriebsscheiben um die jeweilige Drehachse horizontal ausgerichtet ist. Erfindungsgemäß weist die Antriebseinheit mindestens ein eine Werkzeugplatte aufweisendes Andrückelement auf, wobei das Andrückelement über seine erste Gelenkachse mit der ersten Antriebsscheibe und seine zweite Gelenkachse gelenkig mit der zweiten Antriebsscheibe verbunden ist. Die Verbindung der Gelenkachsen des Andrückelements mit der ersten und zweiten Antriebsscheibe ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die an dem Andrückelement angeordnete Werkzeugplatte aufgrund einer Anordnung der Gelenkachsen in gleicher Höhe bei einer Verdrehung der Antriebsscheiben stets horizontal ausgerichtet ist, wobei eine horizontale Ausrichtung auf eine bestimmungsgemäße Anordnung der Applikationseinheit an bzw. in der Verpackungsmaschine Bezug nimmt, bei der die Applikationseinheit parallel im Abstand von einer in der Regel horizontal verlaufenden Transportebene angeordnet ist, auf der die mit dem Materialzuschnitt versehenen Behältnisse in Transportrichtung an der Applikationseinheit vorbeibewegt werden. Vorteilhafterweise resultiert - bezogen auf die bestimmungsgemäße Einbaulage der Applikationseinheit - aus der Anordnung der Gelenkachsen in gleicher Höhe, deren übereinstimmender Abstand von der Transportebene während der Rotation der Antriebsscheiben. Die nicht koaxiale Anordnung der Drehachsen hat einen Abstand bzw. Versatz der Drehachsen zur Folge, wobei diese - bezogen auf die bestimmungsgemäße Einbaulage der Applikationseinheit - bevorzugt in Transportrichtung versetzt hintereinander angeordnet sind.
Eine hieraus resultierende zuverlässige horizontale Ausrichtung der Werkzeugplatte gewährleistet, dass diese den auf die Behälter auf- bzw. anzubringenden Materialzuschnitt horizontal führt bzw. hält, sodass bei einer Verlagerung der Werkzeugplatte aufgrund der Rotationsbewegung der Antriebsscheiben der Materialzuschnitt in zuverlässiger Weise an den Behältnissen angebracht wird. Die Anbringung des Materialzuschnitts erfolgt dabei während der Verlagerung der Werkzeugplatte aus der Außereingriffstellung mit den Behältnissen in die Ineingriffstellung mit den Behältnissen, wobei in der Ineingriffstellung der Materialzuschnitt in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Ineingriffstellung, d. h. der maximalen Verlagerung in Richtung auf die Behältnisse, den Materialzuschnitt an oder auf den Behältnissen platziert. Im Falle einer Anbringung des Materialzuschnitts erfolgt eine formschlüssige Verbindung des Materialzuschnitts mit den einzelnen Behältnissen der Behältnisgruppe, wobei über den Materialzuschnitt vorzugsweise eine gebindebildende Verbindung hergestellt wird. Die erfindungsgemäße Applikationseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine zuverlässige horizontale Ausrichtung der Werkzeugplatten der Andrückelemente ermöglicht. Abweichungen der Werkzeugplatte von der für einen reibungslosen Betrieb erforderlichen horizontalen Ausrichtung werden durch die erfindungsgemäße Applikationseinheit wirksam vorgebeugt. Dabei kann über die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsscheiben um die jeweilige Drehachse die Applikationseinheit in einfacher Weise an die Transportgeschwindigkeit der Behältnisse angepasst werden. Mithilfe der Applikationseinheit ist es möglich, in einem kontinuierlichen Prozess die Behältnisse mit einem Matenalzuschnitt zu versehen.
Die Behältnisgruppe kann bspw. aus 4, 6 oder 8 Behältnisse bestehen, wobei diese vorzugsweise in einer 2x2-Anordung, einer 3x2-Anordnung oder einer 4x2-Anordnung gruppiert sind.
Bei den Behältnissen der Behältnisgruppe handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter oder um Behälter für flüssige Lebensmittel. Die Behältnisse können zum Beispiel als Dosen oder Flaschen ausgebildet sein.
Grundsätzlich ist die konkrete Ausgestaltung der Matenalzuschnitte frei wählbar. Zweckmäßigerweise hat der jeweilige Matenalzuschnitt mehrere Löcher, durch welche die Behältnisse, insbesondere deren oberer Abschnitt, hindurchführbar ist. Am Umfang der Löcher können zahnartige, gegenüber einer Grundfläche des Matenalzuschnitts neigbar ausgebildete Fixierelemente zur formschlüssigen Verbindung mit den Behältnissen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt bestehen die Matenalzuschnitte aus Pappe, insbesondere Wellpappe, oder aus Karton. Optional kann der jeweilige Matenalzuschnitt seitliche Faltlaschen aufweisen. Im gefalteten Zustand bilden die Faltlaschen vorteilhafterweise eine Abdeckung für den oberen Abschnitt der Behältnisse, bspw. zum Schutz vor Verschmutzung. Die Ausgestaltung der Verbindung des Andrückelements mit der Werkzeugplatte ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Andrückelement zur lösbaren Anordnung der Werkzeugplatte ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, die Applikationseinheit in besonders einfacher Weise an wechselnde Produktionsbedingungen, wie bspw. die Größe der Behältnisgruppen, die Größe der Behältnisse, die Produktteilung oder dergleichen, anzupassen. Im Falle eines Formatwechsels ist es lediglich erforderlich, die für die Verarbeitung erforderliche Werkzeugplatte an dem Andrückelement anzuordnen, welche sich im Falle eines erneuten Formatwechsels wieder in einfacher Weise austauschen lässt. Stillstandzeiten in Folge einer Umrüstung der Applikationseinheit an wechselnde Formate können somit in besonderer Weise verringert werden. Unter dem Begriff „Produktteilung“ ist vorliegend der Mitte-Mitte-Abstand zweier aufeinander folgender Behältnisgruppen in Transportrichtung zu verstehen.
Die Anordnung der Andrückelemente an der ersten und zweiten Antriebsscheibe kann grundsätzlich in beliebiger Weise ausgestaltet sein. So besteht die Möglichkeit, das Andrückelement oder mehrere Andrückelemente ortsfest an den Antriebsscheiben zu befestigen, wobei dann eine Anpassung an bspw. wechselnde Produktteilungen der Behältnisse über eine einfache Veränderung der aus der Drehgeschwindigkeit der Antriebsscheibe resultierenden Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente erfolgen kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die erste und die zweite Antriebsscheibe Aufnahmeöffnungen zur lösbaren Anordnung der Gelenkachsen des Andrückelements aufweisen. Die lösbare Anordnung der Gelenkachsen erlaubt es, die Andrückelemente im Bedarfsfall in einfacher Weise auszutauschen, wobei hierdurch auch Inspektions- und Instandhaltungsarbeiten erleichtert werden.
Die nach einer besonders vorteilhaften Weise vorgesehene Anordnung mehrerer Aufnahmeöffnungen an jeder der Antriebsscheiben, wobei die Aufnahmeöffnungen über ihren Umfang verteilt derart an den Antriebsscheiben angeordnet sind, dass mehrere Andrückelemente an den Antriebsscheiben befestigbar sind, ermöglicht es darüber hin- aus, die Applikationseinheit mit mehreren Andrückelementen zu versehen, wobei die Anzahl und Anordnung der Andrückelemente dann in Abhängigkeit der Produktteilungen der Behältnisse wählbar ist, wobei besonders bevorzugt eine Anordnung der Aufnahmeöffnungen vorgesehen ist, die eine Anpassung der Applikationseinheit an Produktteilungen von 160 mm, 240 mm und/oder 320 mm ermöglicht.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es somit durch eine einfache Umsteck- barkeit der Andrückelemente die Applikationseinheit an unterschiedliche Produktteilungen anzupassen, ohne dass es hierfür einer Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente über eine Regulierung der Drehzahl der Antriebsscheiben bedarf. Die Umfangsgeschwindigkeit der Andrückelemente kann dauerhaft der Produktionsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine entsprechen, sodass auf unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile für Antriebsmotoren oder dergleichen verzichtet werden kann.
Besonders vorteilhafter Weise ist dabei vorgesehen, dass jede der Antriebsscheiben mehrere, vorzugsweise mindestens acht Aufnahmeöffnungen aufweist, die auf einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen Umfang, insbesondere einem Umfang von 960 mm, angeordnet sind. Die Aufnahmeöffnungen sind dabei in eine erste Gruppe mit n äquidistant zueinander angeordneten Aufnahmeöffnungen, eine zweite Gruppe mit n äquidistant zueinander angeordneten Aufnahmeöffnungen, welche gegenüberliegend zu den Aufnahmeöffnungen der ersten Gruppe angeordnet ist, und zwei einzelne, jeweils mittig zwischen den beiden Gruppen angeordnete Aufnahmeöffnungen, aufgeteilt, die auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet sind, wobei n eine natürliche Zahl und vorzugsweise größer oder gleich 3 ist.
Zur Anpassung der Applikationseinheit an eine geänderte Produktteilung ist es weiterhin möglich, die beiden Antriebsscheiben gegen andere Antriebsscheiben auszutauschen, bei welchen die Aufnahmeöffnungen für die Andrückelemente auf einer Kreisbahn mit einem kleineren oder größeren Umfang angeordnet sind.
Besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Applikationseinheit mehrere, vorzugsweise drei, vier oder sechs jeweils eine Werkzeugplatte aufweisende Andrückelemente aufweist, deren erste Gelenkachsen mit der ersten Antriebsscheibe und deren zweite Gelenkachsen mit der zweiten Antriebsscheibe verbunden sind. Die entsprechenden Andrückelemente ermöglichen insbesondere eine zuverlässige Anordnung der Materialzuschnitte an zu Vierer-, Sechser- oder Achter-Gruppen zusammengestellten Behältnissen, die bspw. einen Durchmesser von 58 oder 66 mm aufweisen, wenn die Andrückelemente auf einer Kreisbahn mit einem vorzugsweise vorgesehenen Umfang von 960 mm angeordnet sind. Dabei kann z. B. die Einschränkung gelten, dass bei einer Verarbeitung von acht zu einer Gruppe zusammengestellter Behältnisse und einem Kreisumfang von 960 mm sowie drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneter Werkzeuge in der Regel nur Behältnisse mit einem Durchmesser von 58 mm verarbeitbar sind.
Grundsätzlich ist die Anordnung der Andrückelemente frei wählbar, wobei nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen ist, dass diese äquidistant zueinander angeordnet sind, um so in einem kontinuierlich ablaufenden Produktionsprozess mit einer konstanten Produktteilung eine zuverlässige Anbringung der Matenalzuschnitte zu gewährleisten.
Der Antrieb der Antriebscheiben kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Antriebseinheit einen Antriebsmotor, bevorzugt einen Elektromotor, besonders bevorzugt einen Servomotor, zum Antreiben der Antriebsscheiben umfasst. Die Verwendung eines Antriebsmotors, insbesondere Elektro- bzw. Servomotors, erlaubt es, die Drehzahl der Antriebsscheiben und damit die Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente besonders exakt und genau festzulegen, sodass eine optimale Anpassung an die Transportgeschwindigkeit der zu verarbeitenden Behältnisse erreicht werden kann.
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Antriebsscheiben verdrehtest mit Abtriebszahnrädern des Antriebsmotors in Eingriff bringbare Antriebszahnräder aufweisen, wodurch ein besonders zuverlässiger Antrieb der Antriebsscheiben gewährleistet wird. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung von Abtriebs- und Antriebszahnrädern über eine Über- bzw. Untersetzung, den Antriebsmotor in einem optimalen Drehzahlbereich zu betreiben. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Verpackungsmaschine mit einer vorstehend dargestellten erfindungsgemäßen oder weitergebildeten Applikationseinheit gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine handelt es sich um eine Vorrichtung zur Anbringung der Matenalzuschnitte an den Behältnissen, welche neben der Applikationseinheit ferner eine Zuführeinheit für die Matenalzuschnitte sowie eine Transportvorrichtung zur Bewegung der mit den Materialzuschnitten zu versehenen Behältnisse entlang der Applikationseinheit aufweist. Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine zeichnet sich dabei dadurch aus, dass aufgrund der einfach und kompakt ausgebildeten Applikationseinheit sich die Verpackungsmaschine besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt. Die kontinuierlich arbeitende Applikationseinheit gewährleistet dabei die Verarbeitung eines gleichmäßigen Produktstroms, wodurch eine einfache Einbindung der Verpackungsmaschine an vorausgehende und sich anschließende Produktionsprozesse möglich ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Transportvorrichtung zum Fördern der Behältnisse in Transportrichtung entlang einer Transportebene derart gegenüber der Verpackungsmaschine angeordnet, dass die beiden Drehachsen der Applikationseinheit senkrecht zur Transportrichtung ausgerichtet sowie abstandsgleich zur Transportebene sowie in Transportrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung sind durch die vorgesehene Anordnung der Applikationseinheit die Werkzeugplatten der Andrückelemente parallel zur Transportebene ausgerichtet, wodurch eine besonders zuverlässige und einfache Führung sowie Halterung und abschließende Anbringung der Materialzuschnitte an den Behältnissen gewährleistet wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Applikationseinheit derart gelagert ist, dass ihre Höhenposition veränderbar ist. Dies ermöglicht insbesondere die Verarbeitung unterschiedlich hoher Behältnisse in der Verpackungsmaschine.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst die Verpackungsmaschine eine weitere Applikationseinheit. Zweckmäßigerweise ist die weitere Applikationseinheit in Transportrichtung hinter der erstgenannten Applikationseinheit angeordnet. Vorteilhafterweise ist die erstgenannte Applikationseinheit zur Anbringung, insbesondere zur ge- bindebildenden Anbringung, eines Materialzuschnitts an zu einer Behältnisgruppe zusammengestellten Behältnissen ausgebildet, während die weitere Applikationseinheit zur Verriegelung zweier seitlicher Faltlaschen des an den Behältnissen angebrachten Materialzuschnitts ausgebildet ist.
Die erstgenannte und die weitere Applikationseinheit können im Wesentlichen baugleich zueinander ausgeführt sein, jedoch mit dem Unterschied, dass die weitere Applikationseinheit vorzugsweise an der Unterseite der Werkzeugplatte oder anstelle der Werkzeugplatte ein Verriegelungselement zum Verriegeln der seitlichen Faltlaschen aufweist. Besagtes Verriegelungselement kann bspw. eine nach unten spitz zulaufende Form aufweisen.
Zwischen der erstgenannten Applikationseinheit und der weiteren Applikationseinheit ist vorzugsweise eine Faltvorrichtung zum Falten bzw. Umlegen der seitlichen Faltlaschen des Materialzuschnitts angeordnet.
Zur Lösung der oben genannten der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe sieht ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit oder einer Verpackungsmaschine - wie vorstehend in erfindungsgemäßer oder weitergebildeten Weise dargestellt - vor, dass die Behältnisse zunächst mit einer ersten Produktteilung gefördert werden und dann die Produktteilung geändert wird, sodass die Behältnisse mit einer zweiten Produktteilung gefördert werden, die von der ersten Produktteilung verschieden ist, wobei unabhängig von der Produktteilung eine feste Anzahl von Andrückelementen verwendet wird und deren Position an den Antriebsscheiben unverändert gelassen wird.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die Applikationseinheit eine feste Anzahl von Andrückelementen auf, deren Position an den Antriebsscheiben unveränderbar ist, sodass auf einen Umbau der Applikationseinheit im Falle eines Wechsels der Produktteilung verzichtet werden kann, was es erlaubt, das Verfahren besonders einfach und kostengünstig durchzuführen, wobei die Andrückelemente hier derart ausgestaltet sind, dass sie mit mehreren Produktteilungen verwendbar sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei der jeweils vorgegebenen Produktteilung die Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente variabel ist. Eine Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit über eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Antriebsscheiben erlaubt es, die Applikationseinheit in besonderer Weise an wechselnde Produktteilungen anzupassen, wodurch die Flexibilität des Verfahrens in besonderer Weise gesteigert wird.
Gemäß einem alternativen erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit oder einer Verpackungsmaschine - wie vorstehend in erfindungsgemäßer oder weitergebildeter Weise dargestellt - ist vorgesehen, dass die Behältnisse zunächst mit einer ersten Produktteilung gefördert werden und dann die Produktteilung geändert wird, sodass die Behältnisse mit einer zweiten Produktteilung gefördert werden, die von der ersten Produktteilung verschieden ist, wobei bei der Änderung der Produktteilung die Anzahl der Andrückelemente und/oder deren Position an den Antriebsscheiben verändert wird.
Gemäß diesem Verfahren ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der Produktteilung Änderungen an der Applikationseinheit vorgenommen werden, bei der die Andrückelemente in ihrer Position und/oder Anzahl verändert und so an die veränderte Produktteilung angepasst werden. Dieses erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine einfache Anpassung an unterschiedliche Produktteilungen unter Verwendung einer gleichbleibenden Applikationseinheit, welche an die geänderte Produktteilung über eine einfache Anpassung der Anzahl oder Position der Andrückelemente angepasst werden kann.
Besonders vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass bei der jeweils vorgegebenen Produktteilung die Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente konstant ist, d. h. bei der jeweiligen Produktteilung die Umlaufgeschwindigkeit zeitlich nicht variiert, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse entspricht. Gemäß dieser Ausgestaltung entspricht die Umlaufgeschwindigkeit vorteilhafterweise der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse entspricht, sodass ein optimales Zusammenwirken der an den Andrückelementen angeordneten Werkzeugplatten mit den an den Behältnissen anzuordnenden Matenalzuschnitten gewährleistet wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht einer Applikationseinheit und mehrerer gruppierter Behältnisse;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Applikationseinheit aus Fig. 1 im Zusammenwirken mit den gruppierten Behältnissen;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Applikationseinheit;
Fig. 4 & 5 eine perspektivische Ansicht der Applikationseinheit aus Fig. 1 und 2 bei der Verarbeitung eines Matenalzuschnitts mit Faltlaschen;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, der Applikationseinheit aus Fig. 5 in Transportrichtung folgenden Applikationseinheit zum Verriegeln der Faltlaschen.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Applikationseinheit 1 a in ihrer Position relativ zu mehreren zu verarbeitenden, aus Behältnissen 3 zusammengestellten Behältnisgruppen 4 an einer hier nicht dargestellten, eine Transportvorrichtung aufweisenden Verpackungsmaschine.
Die Applikationseinheit 1 a umfasst vier Andrückelemente 7a. Ferner umfasst die Applikationseinheit 1 a zum Antrieb der Andrückelemente 7a eine Antriebseinheit 6a mit einer ersten Antriebsscheibe 11 a und einer zweiten Antriebsscheibe 12a. Die Antriebsscheiben 11 a, 12a sind quer zur Transportrichtung 27 der Behältnisse 3 parallel im Abstand voneinander angeordnet. Die erste Antriebsscheibe 11 a rotiert um ihre erste Drehachse 9a, die zweite Antriebsscheibe 12a rotiert um ihre zweite Drehachse 10a, wobei die erste Drehachse 9a und die zweite Drehachse 10a in Transportrichtung betrachtet hintereinander im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Höhe der ersten und zweiten Drehachse 9a, 10a, d. h. deren Abstand von einer Transportebene der Behältnisse 3, gleich ist. Die die beiden Antriebsscheiben 11a, 12a aufweisende Antriebseinheit 6a dient zur Verstellung der mit Werkzeugplatten 8a versehenen Andrückelemente 7a, welche im Bereich zwischen der ersten Antriebsscheibe 11a und der zweiten Antriebsscheibe 12a angeordnet sind. Die Andrückelemente 7a sind dabei jeweils über eine erste Gelenkachse 13a mit der ersten Antriebsscheibe 11a und über eine zweite Gelenkachse 25a mit der zweiten Antriebsscheibe 12a verbunden. Zur Anordnung der Andrückelemente 7a an der ersten und zweiten Antriebsscheibe 11a, 12a dienen dabei drehgelenkig an den Andrückelementen 7a gelagerte Gelenkbolzen 24, welche mit ihren den freien Enden gegenüberliegenden Enden über in Aufnahmeöffnungen 14a angeordnete Vierkantelemente 26 an der ersten und zweiten Antriebsscheibe 11a, 12a angeordnet sind. Wenn die Aufnahmeöffnungen 14a im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 keine viereckige Form aufweisen, kommen anstelle der Vierkantelemente 26 vorzugsweise anders geformte, beispielweise runde Verbindungselemente zum Einsatz.
Die Anordnung der Andrückelemente 7a an der ersten und zweiten Antriebsscheibe 11a, 12a erfolgt dabei derart, dass die erste Gelenkachse 13a und zweite Gelenkachse 25a jeweils eines Andrückelements 7a gemeinsam immer den gleichen Abstand von der Transportebene aufweisen, sodass die Andrückelemente 7a und die an den Andrückelementen 7a angeordneten Werkzeugplatten 8a während der Rotation der Antriebsscheiben 11a, 12a immer horizontal, d. h. parallel zur Transportebene und parallel zu den zu einer Behältnisgruppe 4 angeordneten Behältnissen 3 angeordnet sind.
Die Andrückelemente 7a sind dabei gleichmäßig über den Umfang verteilt an der ersten Antriebsscheibe 11a und der zweiten Antriebsscheibe 12a angeordnet, wobei die erste Antriebsscheibe 11a und die zweite Antriebsscheibe 12a jeweils eine erste Aufnahme- öffnungsgruppe 20a und eine zweite Aufnahmeöffnungsgruppe 21a aufweisen. Jeder dieser Aufnahmegruppen 20a, 21a weist drei über den Umfang verteilte, äquidistant zueinander angeordnete Aufnahmeöffnungen 14a auf. Zwei weitere Aufnahmeöffnungen 14a sind jeweils mittig zwischen der ersten Aufnahmeöffnungsgruppe 20a und der zweiten Aufnahmeöffnungsgruppe 21a auf der Kreisbahn angeordnet, auf der die Aufnahmeöffnungen 14a der ersten und zweiten Aufnahmeöffnungsgruppe 20a, 21a einander gegenüberliegend an den Antriebsscheiben 11a, 11b angeordnet sind. Durch einen Antrieb der Applikationseinheit 1 a werden die erste und die zweite Antriebsscheibe 11 a, 12a um ihre erste und zweite Drehachse 9a, 10a in Drehung versetzt, wodurch die Andrückelemente 7a mit ihren Werkzeugplatten 8a um die erste und die zweite Drehachse 9a, 10a umlaufen. Dabei gelangen die Werkzeugplatten 8a in Eingriff mit den zu Behältnisgruppen 4 zusammengestellten Behältnissen 3 und verlagern die auf den Behältnisgruppen 4 angeordneten Materialzuschnitte 2 - vorzugsweise handelt es sich hierbei um Kartonzuschnitte - in Richtung auf die Behältnisse 3.
Im Zusammenwirken mit den Werkzeugplatten 8a werden die Materialzuschnitte 2 beim Entlangführen der Behältnisgruppen 4 an der Applikationseinheit 1 a entlang der Transportrichtung 27 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten, auf die Behältnisgruppen 4 aufgelegten Position zur Bildung von Gebinden 5 in die in Fig. 2 in Transportrichtung 27 im Anschluss an die Applikationseinheit dargestellte Position verlagert, in der die Matenalzuschnitte 2 mit Löchern 23 über die Oberseite der Behältnisse 3 gestülpt sind, sodass die Löcher 23 im Bereich der Oberseiten der Behältnisse 3 koaxial zu den Behältnissen 3 angeordnet sind. Die Werkzeugplatten 8a führen während des Zusammenwirkens mit den Behältnisgruppen 4 die Matenalzuschnitte 2, halten diese parallel zu den Oberseiten der Behältnisse 3 und verlagern diese aus einer Außereingriffsposition in eine Ineingriffsposition mit den Behältnisgruppen 4.
Eine weitere Ausgestaltung einer Applikationseinheit 1 b ist in Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung wiedergegeben. Abweichend zu der in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Applikationseinheit 1a weist die Antriebseinheit 6b der Applikationseinheit 1 b zwei radförmige Antriebsscheiben 11 b, 12b auf, wobei die erste Antriebsscheibe 11 b um die erste Drehachse 9b und die zweite Antriebsscheibe 12b um die zweite Drehachse 10b verdrehbar ist. Zur gelenkigen Anordnung der Andrückelemente 7b an der ersten Antriebsscheibe 11 b sowie der zweiten Antriebsscheibe 12b dienen Schrauben 22, mit welchen die sich durch die Andrückelemente 7b erstreckenden Gelenkbolzen 24 an der ersten und zweiten Antriebsscheibe 11 b, 12b gelenkig verbunden sind. Die Gelenkbolzen 24 bilden die erste und die zweite Gelenkachse 13b, 25b der Andrückelemente 7b. Abweichend zu der Ausgestaltung der Aufnahmeöffnungen 14a der in Fig. 1 und 2 dargestellten Antriebseinheit 6a weisen die erste und die zweite Antriebsscheibe 11 b, 12b der in Fig. 3 dargestellten Applikationseinheit 1 b kreisförmige Aufnahmeöffnungen 14b auf, durch welche sich die Schrauben 22 erstrecken. Analog zu dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die erste Antriebsscheibe 11 b und zweite Antriebsscheibe 12b eine erste Aufnahmeöffnungsgruppe 20b und eine zweite Aufnahme- öffnungsgruppe 21 b auf, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Aufnahmeöffnungsgruppen 20b, 21 b sind auf der Kreisbahn der Aufnahmeöffnung 14b zwei einzelne, jeweils mittig zwischen den beiden Aufnahmeöffnungsgruppe 20b, 21 b Aufnahmeöffnungen 14b angeordnet.
Der Antrieb der Antriebseinheit 6b erfolgt über einen an einem Rahmen 18 angeordneten Antriebsmotor 15, dessen Drehbewegung über zwei Abtriebszahnräder 16 auf verdrehtest mit den Antriebsscheiben 11 b, 12b verbundene Antriebszahnräder 17 übertragen wird. Durch den Antrieb werden die erste und die zweite Antriebsscheibe 11 b, 12b in Drehung um ihre erste bzw. zweite Drehachse 9b, 10b versetzt wobei die Andrückelemente 7b mit ihren daran angeordneten Werkzeugplatten 8b dauerhaft horizontal ausgerichtet entsprechend der Drehbewegung der ersten und der zweiten Antriebsscheibe 11 b, 12b um laufen. Die Werkzeugplatte 8b weist dabei Öffnungen 19 auf, welche an die Behältnisse 3 der zu verarbeitenden Behältnisgruppen 4 angepasst sind und eine Verlagerung des Materialzuschnitts 2 in Richtung der Behältnisse 3 ermöglicht, wodurch die Gebinde 5 gebildet werden.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Applikationseinheit 1 a aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 sowie mehrere zu verarbeitende, aus Behältnissen 3 zusammengestellte Behältnisgruppen 4, wobei die Applikationseinheit 1 a jedoch zur Verarbeitung einer anderen Art von Materialzuschnitten 2 verwendet wird. Im vorliegenden Fall werden Materialzuschnitte 2 verarbeitet, die jeweils zwei seitliche Faltlaschen 2a aufweisen. Diese dienen im gefalteten Zustand (vgl. Fig. 6) als Schutz vor Verschmutzungen für die Deckel der Behältnisse 3.
Mithilfe der Applikationseinheit 1 a werden diese Materialzuschnitte 2 in der zuvor beschriebenen Art und Weise an den Behältnissen 3 der jeweiligen Behältnisgruppe 4 angebracht. Danach werden die seitlichen Faltlaschen 2a mithilfe einer in Transportrich- tung 27 auf die Applikationseinheit 1 a folgenden Faltvorrichtung (nicht dargestellt) gefaltet.
Auf die besagte Applikationseinheit 1 a folgt in Transportrichtung 27 eine weitere Applikationseinheit 1 c. Diese Applikationseinheit 1c dient dazu, die gefalteten Faltlaschen 2a eines Materialzuschnitts 2 miteinander zu verriegeln.
Die weitere Applikationseinheit 1 c ist im Wesentlichen baugleich zu der ersten Applikationseinheit 1 a ausgebildet, weist jedoch an den Werkzeugplatten 8a ihrer Andrückelemente 7a jeweils zusätzlich ein Verriegelungselement 28 auf. Das jeweilige Verriegelungselement 28 hat eine nach unten spitz zulaufende Form und erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge der zugehörigen Werkzeugplatte 8a.
Die Behältnisgruppen 4 werden mit den darauf angeordneten, gefalteten Materialzuschnitten 2 mittels der Transportvorrichtung entlang der Transportrichtung 27 zu der Applikationseinheit 1 c transportiert. Durch einen Antrieb der Applikationseinheit 1 c werden deren erste und zweite Antriebsscheibe 11 a, 12a um ihre erste und zweite Drehachse 9a, 10a in Drehung versetzt, wodurch die Andrückelemente 7a mit ihren Werkzeugplatten 8a und den daran angeordneten Verriegelungselementen 28 um die erste und die zweite Drehachse 9a, 10a umlaufen. Dabei gelangen die Verriegelungselemente 28 in Eingriff mit den Materialzuschnitten 2 und verriegeln die beiden Faltlaschen 28 des jeweiligen Materialzuschnitts 2 miteinander.
Bezugszeichenliste
1a, 1 b, 1c Applikationseinheit
2 Materialzuschnitt
2a Faltlasche
3 Behältnis
4 Behältnisgruppe
5 Gebinde
6a, 6b Antriebseinheit
7a, 7b Andrückelement
8a, 8b Werkzeugplatte
9a, 9b erste Drehachse
10a, 10b zweite Drehachse
11a, 11 b erste Antriebsscheibe
12a, 12b zweite Antriebsscheibe
13a, 13b erste Gelenkachse
14a, 14b Aufnahmeöffnung
15 Antriebsmotor
16 Abtriebszahnrad
17 Antriebszahnrad
18 Rahmen
19 Öffnung
20a, 20b erste Aufnahmeöffnungsgruppe
21 a, 21 b zweite Aufnahmeöffnungsgruppe
22 Schraube
23 Loch
24 Gelenkbolzen
25a, 25b zweite Gelenkachse
26 Vierkantelement
27 Transportrichtung
28 Verriegelungselement

Claims

Patentansprüche Applikationseinheit (1 a, 1 b) für eine Verpackungsmaschine zur Anbringung, insbesondere zur gebindebildenden Anbringung, eines Matenalzuschnitts (2) an zu einer Behältnisgruppe (4) zusammengestellten Behältnissen (3), mit mindestens einem eine Werkzeugplatte (8a, 8b) aufweisenden Andrückelement (7a, 7b) zur Verbindung des Matenalzuschnitts (2) mit den entlang einer Transportebene zu fördernden Behältnissen (3) der Behältnisgruppe (4) und einer Antriebseinheit (6a, 6b), die dazu ausgebildet ist, das Andrückelement (7a, 7b) derart zu bewegen, dass die Werkzeugplatte (8a, 8b) zwischen einer Außereingriffsstellung und einer Ineingriffstellung mit den Behältnissen (3) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6a, 6b) eine um eine erste Drehachse (9a, 9b) verdrehbare erste Antriebsscheibe (11 a, 11 b) und eine parallel im Abstand zur ersten Antriebsscheibe (11 a, 11 b) angeordnete um eine zweite Drehachse (10a, 10b) verdrehbare zweite Antriebsscheibe (12a, 12b) aufweist, wobei die erste und die zweite Drehachse (10a, 10b) horizontal ausgerichtet und in gleicher Höhe sowie nicht koaxial zueinander angeordnet sind und das Andrückelement (7a, 7b) eine erste und eine zweite Gelenkachse (13a, 13b, 25a, 25b) umfasst, wobei das Andrückelement (7a, 7b) derart über seine erste Gelenkachse (13a, 13b) gelenkig mit der ersten Antriebsscheibe (11 a, 11 b) und über seine zweite Gelenkachse (25a, 25b) gelenkig mit der zweiten Antriebsscheibe (12a, 12b) verbunden ist, dass die Werkzeugplatte (8a, 8b) bei einer Rotation der beiden Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) um die jeweilige Drehachse (9a, 9b, 10a, 10b) horizontal ausgerichtet ist. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (7a, 7b) zur lösbaren Anordnung der Werkzeugplatte (8a, 8b) ausgebildet ist.
3. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antriebsscheibe (11 a, 11 b, 12a, 12b) Aufnahmeöffnungen (14a, 14b) zur lösbaren Anordnung der Gelenkachsen (13a, 13b, 25a, 25b) des Andrückelements (7a, 7b) aufweisen.
4. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) mehrere Aufnahmeöffnungen (14a, 14b) aufweist, die über ihren Umfang verteilt angeordnet sind, sodass mehrere Andrückelemente (7a, 7b) an den Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) befestigbar sind und deren Abstand zueinander an verschiedene Produktteilungen, insbesondere Produktteilungen von 160 mm, 240 mm und/oder 320 mm, anpassbar ist.
5. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) mehrere, vorzugsweise mindestens acht Aufnahmeöffnungen (14a, 14b) aufweist, die auf einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen Umfang, insbesondere einem Umfang von 960 mm, angeordnet sind und die in einer ersten Aufnahmeöffnungs- gruppe (20a, 20b) von n äquidistant zueinander angeordneten Aufnahmeöffnungen (14a, 14b), einer zweiten Aufnahmeöffnungsgruppe (21 a, 21 b) von n äquidistant zueinander angeordneten Aufnahmeöffnungen (14a, 14b), welche gegenüberliegend zu den Aufnahmeöffnungen (14a, 14b) der ersten Aufnahmeöffnungsgruppe (20a, 20b) angeordnet sind, und zwei einzelnen, jeweils mittig zwischen den beiden Aufnahmeöffnungsgruppen (20a, 20b, 21 a, 21 b) angeordneten Aufnahmeöffnungen (14a, 14b) auf der Kreisbahn angeordnet sind, wobei n eine natürliche Zahl und vorzugsweise größer oder gleich 3 ist. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise 3, 4 oder 6 jeweils eine Werkzeugplatte (8a, 8b) aufweisende Andrückelemente (7a, 7b), deren erste Gelenkachsen (13a, 13b) mit der ersten Antriebsscheibe (11 a, 11 b) und deren zweite Gelenkachsen (25a, 25b) mit der zweiten Antriebsscheibe (12a, 12b) verbunden sind. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückelemente (7a, 7b) äquidistant zueinander angeordnet sind. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6a, 6b) einen Antriebsmotor (15), bevorzugt einen Elektromotor, besonders bevorzugt einen Servomotor, zum Antreiben der Antriebsscheiben (11a, 11 b, 12a, 12b) umfasst. Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) verdrehtest mit Abtriebszahnrädern (16) des Antriebsmotormotors (15) in Eingriff bringbare Antriebszahnräder (17) aufweisen. Verpackungsmaschine mit einer Applikationseinheit (1 a, 1 b) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Transportvorrichtung zum Fördern der Behältnisse (3) in Transportrichtung (27) entlang einer Transportebene, wobei die beiden Drehachsen (9a, 9b, 10a, 10b) senkrecht zur Transportrichtung (27) ausgerichtet und abstandsgleich zur Transportebene sowie in Transportrichtung (27) zueinander versetzt angeordnet sind.
19
12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10 oder 11 , gekennzeichnet durch eine weitere Applikationseinheit (1 c), insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erstgenannte Applikationseinheit (1 a, 1 b) zur Anbringung, insbesondere zur gebindebildenden Anbringung, eines Matenalzuschnitts (2) an zu einer Behältnisgruppe (4) zusammengestellten Behältnissen (3) ausgebildet ist, und die weitere Applikationseinheit (1 c) zur Verriegelung zweier seitlicher Faltlaschen (2a) des an den Behältnissen (3) angebrachten Materialzuschnitts (2) ausgebildet ist.
13. Verpackungsmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine zwischen der erstgenannten Applikationseinheit (1 a, 1 b) und der weiteren Applikationseinheit (1 c) angeordnete Faltvorrichtung zum Falten der seitlichen Faltlaschen (2a) des Materialzuschnitts (2).
14. Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit (1 a, 1 b) oder einer Verpackungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Behältnisse (3) zunächst mit einer ersten Produktteilung gefördert werden und dann die Produktteilung geändert wird, sodass die Behältnisse (3) mit einer zweiten Produktteilung gefördert werden, die von der ersten Produktteilung verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von der Produktteilung eine feste Anzahl von Andrückelementen (7a, 7b) verwendet wird und deren Position an den Antriebsscheiben (11a, 11 b, 12a, 12b) unverändert gelassen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweils vorgegebenen Produktteilung die Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente (7a, 7b) variabel ist.
20 Verfahren zum Betreiben einer Applikationseinheit (1 a, 1 b) oder einer Verpackungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Behältnisse (3) zunächst mit einer ersten Produktteilung gefördert werden und dann die Produktteilung geändert wird, sodass die Behältnisse (3) mit einer zweiten Produktteilung gefördert werden, die von der ersten Produktteilung verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Änderung der Produktteilung die Anzahl der Andrückelemente (7a, 7b) und/oder deren Position an den Antriebsscheiben (11 a, 11 b, 12a, 12b) verändert wird. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweils vorgegebenen Produktteilung die Umlaufgeschwindigkeit der Andrückelemente (7a, 7b) konstant ist, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der Transportgeschwindigkeit der Behältnisse (3) entspricht.
21
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