EP4701964A1

EP4701964A1 - Vorrichtung und verfahren zum drehen von verpackungsbehältnissen

Info

Publication number: EP4701964A1
Application number: EP24726148.0A
Authority: EP
Inventors: Martin Dennert; Marc Künster; Stephan Scheu
Original assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Current assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Priority date: 2023-04-27
Filing date: 2024-04-25
Publication date: 2026-03-04
Also published as: WO2024223784A1; DE102023110834A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) und ein Verfahren (300) zum Drehen von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen (110), um einen vorgegebenen Drehwinkel, während die Versandtasche (110) auf einer Bearbeitungsstrecke (160) vorwärtsbewegt wird. Dazu wird die Versandtasche (110) mittels Saugern (152) auf dem Drehteller (150) eines Transportschlittens (140) fixiert, der mit einer im Wesentlichen die Vorrichtung umlaufenden, mechanisch angetriebenen Transportbahn (130) verbunden ist. Beim Durchfahren der Bearbeitungsstrecke (160) wird mittels Führung eines Hebelarms (154) des Drehtellers (150) durch eine Führungskurve (190) einer mechanischen Kurvenplatte (180), die Drehung der Versandtasche (110) parallel zur Transportbahn (130) um einen zur Transportrichtung senkrechten Winkel während der Vorwärtsbewegung realisiert. Nachdem die Drehung vollzogen und die Fixierung der Versandtasche (110) aufgehoben wurde, durchfährt der Transportschlitten (140) eine Rücklaufstrecke (170) und wird dabei zurück in die Ausgangswinkellage gedreht. Die vorgeschlagene Vorrichtung (100) eignet sich für den Einsatz im Herstellungsprozess von Versandtaschen (110) oder vergleichbaren flachen Gütern.

Description

Beschreibung

Vorrichtung und Verfahren zum Drehen von Verpackungsbehältnissen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Drehen von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen.

Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältnissen, insbesondere in Gestalt von Versandtaschen, auch Versandbeutel genannt, sind im Stand der Technik bekannt. Die im Wesentlichen flachen Versandtaschen werden dabei zumeist auf einer Bearbeitungsstrecke in Einzelschritten durch Falten und Kleben an verschiedenen Bearbeitungsstationen hergestellt. Die Bearbeitungsstationen sind dabei nacheinander entlang einer gleichbleibenden Transportrichtung aufgestellt. Da nicht jede Bearbeitungsstation das Zwischenprodukt in der gleichen Orientierung aufnehmen kann, ist das Drehen der Versandtaschen zwischen den verschiedenen Einzelschritten nötig. Die Drehung erfolgt dabei häufig um einem Winkel von 90°, um bspw. von einer Längs- zu einer Querausrichtung zu gelangen. Dies ist zum Beispiel zwischen einer Trennstation, welche aus langen Materialbahnen Einzelstücke heraustrennt und einer Faltstation, welche die Einzelstücke faltet, der Fall. Damit ein im Wesentlichen kontinuierlicher bzw. gleichförmig getakteter Vorschub der Zwischenprodukte gewährleistet ist, sollte die Drehung der Versandtaschen während der Vorwärtsbewegung zwischen den einzelnen Stationen erfolgen.

Im Sinne einer hochgradig automatisierbaren und effizienten Produktion bei hoher Durchsatzrate ist deshalb die zuverlässige Drehung der Versandtaschen während der Vorwärtsbewegung besonders nutzbringend.

Aufgabe:

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Versandtaschen während der Vorwärtsbewegung mit hoher Durchsatzrate zuverlässig um einen vorgegebenen Drehwinkel zu drehen. Zu diesem Zweck sollen eine geeignete Vorrichtung und ein damit durchführbares Verfahren angegeben werden. Lösung:

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Verwendung der Einzahl soll die Mehrzahl nicht ausschließen, was auch im umgekehrten Sinn zu gelten hat, soweit nichts Gegenteiliges offenbart ist. Im Folgenden werden einzelne Verfahrensschritte näher beschrieben. Die Schritte müssen nicht notwendigerweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden und das zu schildernde Verfahren kann auch weitere, nicht genannte Schritte aufweisen.

In Bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach ist eine Vorrichtung vorgesehen, die Verpackungsbehältnisse, insbesondere Versandtaschen, um einen vorgegebenen Drehwinkel dreht, während die Versandtaschen auf einer Bearbeitungsstrecke vorwärtsbewegt werden, mit einem mechanischen Antrieb, wobei der mechanische Antrieb eine um laufende Transportbahn antreibt, und mit einem Transportschlitten, der mindestens zwei Schlittenachsen aufweist und mechanisch mit der Transportbahn verbunden ist.

Weiterhin weist die Vorrichtung einen Drehteller auf, wobei der Drehteller drehbar auf dem Transportschlitten angeordnet ist. Ferner weist die Vorrichtung einen Sauger auf, wobei der Sauger ausgebildet sind, die Versandtasche auf dem Drehteller zu fixieren, sowie weiterhin Mittel zur Unterdruckversorgung, wobei die Mittel zur Unterdruckversorgung ausgebildet sind, den Sauger mit Unterdrück zu versorgen. Ferner weist die Vorrichtung eine Bearbeitungsstrecke auf, wobei die auf dem Drehteller fixierte Versandtasche auf der Bearbeitungsstrecke in Transportrichtung bewegt und dabei gedreht wird. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Rücklaufstrecke auf, wobei die Drehteller auf der Rücklaufstrecke entgegen der Transportrichtung bewegt und dabei zurück in die Ausgangswinkellage gedreht werden.

Zusätzlich weist die Vorrichtung eine mechanische Kurvenplatte auf, wobei die mechanische Kurvenplatte eine Führungskurve aufweist und wobei der Drehteller durch die Führungskurve der mechanische Kurvenplatte geführt wird. Die mechanische Kurvenplatte ist ausgebildet, eine Drehbewegung des Drehtellers beim Durchfahren der Bearbeitungsstrecke in der vorgegebenen Drehrichtung zu bewirken. Die mechanische Kurvenplatte ist weiterhin ausgebildet, beim Durchfahren der Rücklaufstrecke ein Zurückdrehen des Drehtellers in die Ausgangswinkellage zu bewirken, wobei die Drehung der Versandtasche während des Durchfahrens der Bearbeitungsstrecke und der Rücklaufstrecke parallel zur Transportbahn um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse erfolgt.

Die Drehachse liegt bevorzugt in einem zentralen Bereich nahe dem Flächenschwerpunkt derjenigen Fläche der Versandtasche, die auf dem Drehteller aufliegt, so dass idealerweise eine Neuausrichtung oder Mittenzentrierung nach der Drehung entfallen kann. Da die Drehung während der Bewegung in Transportrichtung erfolgt, bewegt sich auch die Drehachse in Transportrichtung gesehen während der Drehung mit der Versandtasche mit. Die Verwendung von Transportschlitten mit mindestens zwei Schlittenachsen minimiert die Kippbewegungen des Transportschlittens beim Ein- und Auslauf.

Die Drehung erfolgt dabei vorzugsweise um 90°, um bei rechteckigen Versandtaschen einen Wechsel von einer Längs- zu einer Querausrichtung herbeizuführen. Bei nicht rechteckigen Formaten können aber auch andere Winkel vorteilhaft sein. Die Drehung kann um jeden anderen Winkel und ausgehend von jeder beliebigen Ausrichtung sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn erfolgen.

Wenn man mehrere Drehteller in geeigneten Abständen auf der Transportbahn anordnet, wird ein kontinuierlicher Weitertransport der Versandtaschen über die Bearbeitungsstrecke gewährleistet. Als Mechanischer Antrieb wird bevorzugt ein Zahnriemenantrieb mit zwei Zahnriemen verwendet, wobei bspw. auch Kettenantriebe oder Zahnriemenantriebe mit einer anderen Anzahl Zahnriemen oder denkbar wären.

Die Mittel zur Unterdruckversorgung der Sauger können eine permanente oder nur sporadische Versorgung bewirken, wobei in Kombination mit einer entsprechenden Steuerung die Stärke und Dauer der Fixierung gezielt beeinflusst werden kann. Die Verwendung von Saugern eliminiert eine aufwändige Mechanik unterhalb der Transportbahn und erleichtert gleichzeitig die Zugänglichkeit, insbesondere von oben. Die Versandtasche kann so zuverlässig und schnell auf dem Drehteller fixiert und bei Bedarf die Fixierung gleichermaßen wieder aufgehoben werden. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und erhöht die Geschwindigkeit der Übergabe von einer Bearbeitungsstation zur nächsten. Auch der Ausgleich verschiedener Produktdicken wird vereinfacht, da für die Fixierung mittels Unterdrück in erster Linie die Beschaffenheit der Unterseite entscheidend ist und die Produktdicke nur eine untergeordnete Rolle spielt. Durch die zuverlässige Fixierung in Verbindung mit der wiederholgenauen Drehbewegung, welche durch das Zusammenwirken von Drehteller und mechanischer Kurvenplatte realisiert wird, ist auch die Drehung weicher Produkte vereinfacht bzw. überhaupt erst möglich. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Versandtasche durch einen von oben, ggf. auch von der Seite oder von unten angreifenden Niederhalter auf dem Drehteller fixiert wird.

Wenn die Vorrichtung eine Anlaufstrecke vor dem in Transportrichtung gesehenen Anfang der Bearbeitungsstrecke und eine Auslaufstrecke hinter dem in Transportrichtung gesehenen Ende der Bearbeitungsstrecke aufweist und Anlauf- sowie Auslaufstrecke so angeordnet sind, dass sich jeweils das der Bearbeitungsstrecke abgewandte Ende auf einer geringeren Höhe befindet als das der Bearbeitungsstrecke zugewandte Ende, wird der Winkel, unter dem der Transportschlitten auftaucht verringert. Dies minimiert Kippbewegungen des Transportschlittens und reduziert die Relativgeschwindigkeit des Transportschlittens gegenüber der Versandtasche, was den Verschleiß der Sauger minimiert und dafür sorgt, dass die Sauger die Versandtasche bei der Übergabe nicht anheben. Dies wäre ungenauer und fehleranfälliger.

Weisen die Transportschlitten bevorzugterweise zwei Schlittenachsen auf, wird das Kippen der außen liegenden Sauger über die Transportbahn vermieden. Wenn die bevorzugterweise zwei Schlittenachsen des Transportschlittens so über bevorzugterweise zwei Lineargelenke oder über zwei gleitend gelagerte starre Achsen in Transportrichtung verbunden sind, dass der Abstand zwischen den Schlittenachsen, der sog. Führungsabstand, veränderlich ist, kann die Wegdifferenz zwischen Transportbahn und Transportschlitten insbesondere an Umlenkpunkten kompensiert werden. Da an den konzentrischen Umlenkpunkten zwischen Bearbeitungsstrecke und Rücklaufstrecke die Transportbahn einen Bogen, der Transportschlitten aber eine Sehne beschreibt, liegt eine Wegdifferenz zwischen beiden vor. Es ist für einen zuverlässigen und möglichst gleichförmigen Betrieb besonders günstig, diese Wegdifferenz durch den mittels Lineargelenken oder gleitend gelagerten starren Achsen veränderlichen Führungsabstand zu kompensieren.

Ist der Transportschlitten mit einem Hebelarm versehen, der bevorzugt mehrere Kurvenrollen aufweist, die entlang der Führungskurve der mechanischen Kurvenplatte geführt werden können, wird die Zuverlässigkeit der Führung erhöht und die Drehbewegung des Drehtellers besonders zuverlässig und effizient eingeleitet.

Wenn die Führungskurve derart ausgebildet ist, dass gleichzeitig an beiden Außenwänden jeweils mindestens eine Kurvenrolle mit der Führungskurve in Kontakt ist, die Führung also umlaufend erfolgt, wird die Wiederholgenauigkeit der am Hebelarm bewirkten Bewegung durch diese umlaufende Führung erhöht. Besonders bevorzugt ist eine Kombination aus umlaufender Führung und Innenführung, wobei gleichzeitig sowohl an beiden Außenwänden als auch an mindestens einer Innenwand eine Kurvenrolle an der Führungskurve anliegt. Denkbar sind aber auch reine Innen- bzw. Außenführungen und Kombinationen aus den hier genannten Führungsarten.

Entspricht der Drehwinkel dem von zwei benachbarten Seiten der Versandtasche eingeschlossenen Winkel, kann eine Vielzahl verschiedener Formate an Versandtaschen gedreht werden, ohne dass die mechanische Kurvenplatte angepasst oder gar ausgetauscht werden muss.

Wenn die Vorrichtung eine Oberführung aufweist und die Oberführung eine zur Bearbeitungsstrecke parallele Fläche aufweist, die derart positioniert ist, dass eine unter ihr durchbewegte Versandtasche mit der parallelen Fläche in Kontakt kommt, sobald sich die Versandtasche wölbt, wird eine zu starke Verformung der Versandtaschen verhindert, welche die sichere Drehung der Versandtasche erschweren würde. In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Unterdruckversorgung der Sauger über einen Zahnriemen mit einem abgeflachten Bereich, in dem sich Sauglöcher befinden und Vakuumnocken an den Schlittenachsen des Transportschlittens. Dies erfolgt ausgehend von einer Unterdruckquelle, die mit mindestens einem Steuerventil verbunden ist, über eine Vakuumschiene, wobei die Vakuumschiene mit mindestens einer vorzugsweise schlitzförmigen Versorgungsbohrung versehen ist. Die Versorgungsbohrung ist mit dem Steuerventil verbunden. Die Vakuumschiene ist bevorzugt unterhalb des Zahnriemens angeordnet. Der Zahnriemen wird im Betrieb bevorzugt enganliegend so über die Vakuumschiene geführt, dass sich die Sauglöcher zumindest zeitweise über der Versorgungsbohrung der Vakuumschiene befinden.

Ausgehend von der Unterdruckquelle wird so über das Steuerventil, die Versorgungsbohrung in der Vakuumschiene und die Sauglöcher im abgeflachten Teil des Zahnriemens ein durchgängiger Luftkanal gebildet, wenn sich das Saugloch über der Versorgungsbohrung befindet. Es entsteht in diesem Moment also ein durchgängiger Luftkanal zwischen dem stationären Teil der Vorrichtung (Vakuumschiene, etc.) und dem linear bewegten Teilsystem (Zahnriemen, Transportschlitten, etc.).

Dieser Luftkanal reicht weiter über einen Durchlass im Vakuumnocken an einer Schlittenachse, die bevorzugt als Hohlwelle ausgestaltet ist, durch die Schlittenachse selbst, bis hin zu einem Hohlzylinder im Drehteller, der sich im Zentrum des Drehtellers befindet und parallel zu dessen Drehachse ausgerichtet ist. Der Hohlzylinder weist wiederum mehrere Aussparungen auf. Diese Aussparungen sind umlaufend so angeordnet, dass unabhängig von der Orientierung des Drehtellers jederzeit eine durchgängige Verbindung zwischen dem Hohlzylinder des Drehtellers und der hohlen Schlittenachse besteht. Mit dem Hohlzylinder selbst sind schließlich die einzelnen Sauger über jeweils einen eigenen Luftkanal verbunden. Befindet sich ein Saugloch über einer Versorgungsbohrung verbindet der entstehende Luftkanal den stationären Teil der Vorrichtung über den Vakuumnocken mit dem linear bewegten Teilsystem und über die Aussparungen im Hohlzylinder das linear bewegte Teilsystem mit den sich drehenden Saugern. In der Praxis beträgt das Druckniveau an den mit Papier bedeckten Saugern bevorzugt etwa 200-300 mbar. Auch niedrigere oder höhere Drücke sind denkbar. Der durch diesen Aufbau entstehende Leckagevolumenstrom am Kontakt zwischen Zahnriemen und Vakuumschiene kühlt zudem den Zahnriemen.

Durch entsprechende Positionierung der Versorgungsbohrungen und Ventilsteuerung kann so die Unterdruckversorgung gezielt an beliebigen Stellen der Bearbeitungsstrecke beeinflusst werden. Dadurch kann die Fixierung der Versandtasche während der Bearbeitung variabel, präzise und zuverlässig beeinflusst werden.

Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10, wonach zunächst die Versandtasche auf dem Drehteller eines Transportschlittens mittels Unterdrück fixiert wird, anschließend der Transportschlitten durch eine um laufende Bearbeitungsstrecke gefahren und die Versandtasche während des Durchfahrens parallel zur Transportbahn um einen vorgegebenen Drehwinkel um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse gedreht und der Drehteller beim Durchfahren einer Rücklaufstrecke zurück in die Ausgangswinkellage gedreht wird.

Im Übrigen lassen die auf die Vorrichtung bezogenen Merkmale und Vorteile entsprechend auf das Verfahren übertragen, und umgekehrt, so dass an dieser Stelle auf weitere Wiederholungen verzichtet werden kann.

Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle - nicht genannten - Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle.

Das Ausführungsbeispiel ist in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Ansicht von schräg oben auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Drehen von Verpackungsbehältnissen;

Fig. 2 eine Ansicht von schräg oben auf einen Transportschlitten der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Bearbeitungsstrecke der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 4 eine Detailansicht des Querschnitts der Bearbeitungsstrecke der Vorrichtung aus Fig. 1 betreffend die Anlauf- bzw. Auslaufstrecke;

Fig. 5 eine Detailansicht des Querschnitts der Vorrichtung aus Fig. 1 betreffend die Führung des Drehtellers, und

Fig. 6 eine Detailansicht von schräg oben auf die Vorrichtung aus Fig. 1 betreffend die Unterdruckversorgung der Sauger.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Drehen von Versandtaschen 110. Die Vorrichtung 100 weist einen mechanischen Antrieb 120 auf, der eine umlaufende Transportbahn 130 mit Hilfe von zwei Zahnriemen 230 antreibt. Die Transportbahn 130 (in Fig. 1 nicht explizit beschriftet) wird durch die Zahnriemen 230 gebildet und über zwei Umlenkrollen geführt. Die Transportbahn 130 entspricht im Wesentlichen der Fläche, welche von den Zahnriemen eingeschlossen wird, kann aber über die von den Zahnriemen eingeschlossene Fläche hinausreichen. Die Transportschlitten 140 sind mit der Transportbahn 130, genauer gesagt mit den Zahnriemen 230, mechanisch verbunden und werden auf der Transportbahn 130 um laufend um die Vorrichtung 100 bewegt. Auf der Oberseite der Transportschlitten 140 sind Drehteller 150 drehbar angeordnet. Die Vorrichtung 100 weist weiterhin Sauger 152 auf, welche die Versandtasche 110 auf dem Drehteller 150 fixieren (Mittel zur Unterdruckversorgung 200 nicht in Fig. 1 gezeigt). Auf der Oberseite der Vorrichtung 100 wird durch die Transportbahn 130 eine Bearbeitungsstrecke 160 gebildet, vorzugsweise in horizontaler Lage.

Die Transportschlitten 140 werden innerhalb der Bearbeitungsstrecke 160 in Transportrichtung bewegt (hier im Beispiel von rechts nach links), wobei die Bearbeitungsstrecke 160 entlang der Längsrichtung der Vorrichtung 100 ausgerichtet ist, vorzugsweise in horizontaler Lage. Auf der Unterseite der Vorrichtung 100 wird durch die Transportbahn 130 eine Rücklaufstrecke 170 gebildet. Die Transportschlitten 140 werden innerhalb der Rücklaufstrecke 170 entgegen der Transportrichtung bewegt, wobei die Rücklaufstrecke 170 entlang der Längsrichtung der Vorrichtung 100 ausgerichtet, vorzugsweise in horizontaler Lage. Eine mechanische Kurvenplatte 180 mit einer Führungskurve 190 ist unterhalb der Transportbahn 130 angeordnet. Die mechanische Kurvenplatte 180 ist dabei vorzugsweise um laufend gestaltet und unter der Transportbahn 130 positioniert. Die Führungskurve 190 ist vorzugsweise unterbrechungsfrei gestaltet. Denkbar ist zudem, dass die Führungskurve 190 nicht als durchgängiger Körper über die gesamte Bearbeitungsstrecke 160 realisiert ist, sondern Unterbrechungen aufweist.

Die Drehteller 150 werden beim Durchfahren der Transportbahn 130 durch die Führungskurve 190 geführt, vorzugsweise mit Hilfe von Kurvenrollen (vgl. hierzu Fig. 2). Hierbei wird die Translationsbewegung der Transportschlitten 140 in eine Drehbewegung der Drehteller 150 umgewandelt. Beim Durchfahren der Bearbeitungsstrecke 160 werden die Drehteller 150 und die auf dem Drehteller 150 fixierte Versandtasche 110 dadurch in einer vorgegebenen Drehrichtung und um einen vorgegebenen Drehwinkel gedreht. Beim Durchfahren der Rücklaufstrecke 170 werden die Drehteller 150 wieder zurück in die Ausgangswinkellage gedreht. Die Drehung erfolgt dabei jeweils parallel zur Transportbahn 130 um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse. Die Drehachse liegt bevorzugt in einem zentralen Bereich nahe dem Flächenschwerpunkt derjenigen Fläche der Versandtasche 110, die auf dem Drehteller 150 aufliegt.

Beginn, Ende, Richtung, Umfang und zeitlicher Ablauf der jeweiligen Drehbewegung werden dabei durch das Zusammenwirken des Drehtellers 150 mit dem Verlauf der Führungskurve 190 vorgegeben. Auf diese Weise kann die Drehung der Versandtasche 110 auf der Bearbeitungsstrecke 160 individuell angepasst werden. Durch die um laufende Gestaltung der Transportbahn 130 und der mechanischen Kurvenplatte 180 stehen die Drehteller 150 nach dem Zurückdrehen in Ausgangswinkellage auf der Rücklaufstrecke 170 wieder für die Aufnahme einer nächsten Versandtasche 110 bereit. Auf diese Weise kann die Drehung der Versandtasche 110 mit hoher Wiederholgenauigkeit sowie hoher Durchsatzrate durchgeführt werden.

Fig. 2 zeigt einen Transportschlitten 140 der Vorrichtung 100. Der Drehteller 150 ist auf der Oberseite des Transportschlittens 140 drehbar befestigt. Der Drehteller 150 ist vorzugsweise mit einem Hebelarm 154 verbunden, der vorzugsweise zwei Kurvenrollen 156 aufweist. Die Kurvenrollen 156 sind an den zwei äußersten Ecken des Hebelarms 154 befestigt, die am weitesten von der Drehachse des Drehtellers 150 entfernt sind. Die Kurvenrollen 156 haben einen festen Abstand. Die Führungskurve 190 ist in den einzelnen Abschnitten, insbesondere in solchen, die eine Drehung der Versandtasche bewirken sollen, in ihrer Ausdehnung orthogonal zur Transportrichtung an den Abstand der Kurvenrollen 156 und die jeweilige Winkellage angepasst. Die Kurvenrollen 156 liegen mindestens zeitweise gleichzeitig an gegenüberliegenden Wänden der Führungskurve 190 an und können an diesen abrollen. Die Ausdehnung der Führungskurve 190 orthogonal zur Transportrichtung ist also nicht konstant. Die einzelnen Kurvenrollen 156 können beispielsweise als Exzenterrollen oder als feste Rollen ausgeführt sein. Der Einsatz von Exzenterrollen ermöglicht es, die Außenfläche der entsprechenden Kurvenrolle 156 gezielt an die Fläche der Innen- bzw. Außenwand der Führungskurve 190 anzustellen. Auf diese Weise werden gröbere Fertigungstoleranzen z.B. bei der Führungskurve 190 kompensiert. Der Drehteller 150 weist ferner vier Sauger 152 auf, welche die Versandtasche 110 (nicht in Fig. 2 gezeigt) auf dem Drehteller 150 durch Anlegen von Unterdrück fixieren. Die Sauger 152 sind dabei mit der Saugfläche nach oben auf der Oberseite des Transportschlittens 140 so auf einem Kreis angeordnet, dessen Mittelpunkt in der Drehachse liegt und dessen Durchmesser kleiner oder gleich des Abstands der Schlittenachsen 142 ist. Die Sauger 152 sind dabei so angeordnet, dass ein Rechteck mit unterschiedlich langen Seiten durch die Sauger 152 gebildet wird, wobei die kurzen Seiten des Rechtecks um ein Vielfaches kürzer sind als die langen Seiten des Rechtecks. Das Zentrum des Rechtecks befindet sich im Betrieb idealerweise nahe dem Flächenschwerpunkt derjenigen Fläche der Versandtasche 110 (nicht in Fig. 2 gezeigt), die auf dem Drehteller 150 aufliegt.

Die Schlittenachsen 142 des Transportschlittens 140 sind parallel zueinander an gegenüberliegenden Enden des Transportschlittens 140 angeordnet und jeweils mit beiden Zahnriemen 230 mechanisch verbunden. Die Schlittenachsen 142 sind bevorzugt als drehbar gelagerte Hohlwellen (vgl. Fig. 6) realisiert. Auf der Fläche zwischen den Schlittenachsen 142 ist der Drehteller 150 drehbar befestigt. Die Schlittenachsen 142 sind vorzugsweise durch ein Lineargelenk 144 verbunden, wobei das Lineargelenk 144 bspw. durch eine Feder realisiert werden kann. Hierdurch ist der Abstand zwischen den Schlittenachsen 142, der sog. Führungsabstand, variabel. Beim Durchfahren der Transportbahn 130 wird so der hintere Schlittenteil an den Umlenkungen, also den Streckenabschnitten zwischen Bearbeitungsstrecke 160 und Rücklaufstrecke 170, auseinander- bzw. zusammengezogen. Da an den konzentrischen Umlenkpunkten zwischen Bearbeitungsstrecke 160 und Rücklaufstrecke 170 die Transportbahn 130 einen Bogen, der Transportschlitten 140 aber eine Sehne beschreibt, liegt eine Wegdifferenz zwischen beiden vor. Wird diese Wegdifferenz nicht kompensiert, kann es bspw. zu einem Bruch der Verbindung zwischen Schlittenachse 142 und Transportbahn 130 kommen. Der mittels Lineargelenk 142 veränderliche Führungsabstand ermöglicht es, diese Wegdifferenz zu kompensieren. Um eine vergleichbare Wirkung zu erzielen, ist auch eine Konstruktion mit einer Verbindung der Schlittenachsen 142 mittels einer starren Achse denkbar, die gleitend gelagert ist, bspw. in einem Nocken, der die Schlittenachsen 142 mit der Transportbahn 130 verbindet.

Fig. 3 zeigt die Bearbeitungsstrecke 160 der Vorrichtung 100. Die Anlaufstrecke 162 befindet sich vor dem in Transportrichtung (hier im Beispiel von rechts nach links) gesehenen Beginn der Bearbeitungsstrecke 160, die Auslaufstrecke 164 entsprechend nach dem Ende der Bearbeitungsstrecke 160. Bezogen auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältnissen dient die Anlaufstrecke 162 der Übernahme des Zwischenprodukts von einer vorigen Bearbeitungsstation und die Auslaufstrecke 164 wiederum der Übergabe an eine nachfolgende Bearbeitungsstation.

Die mechanische Kurvenplatte 180 weist eine Führungskurve 190 mit einem bevorzugten Verlauf auf, der die Drehung der Versandtasche 110 beim Durchfahren der Bearbeitungsstrecke 160 um 90° im Gegenuhrzeigersinn bewirkt. Die Versandtasche 110 ist am Anfang der Bearbeitungsstrecke 160 längs zur Transportrichtung ausgerichtet und wird so lange gedreht, bis sie quer zur Transportrichtung ausgerichtet ist.

Fig. 4 zeigt die Anlaufstrecke 162 der Vorrichtung 100. Die Anlaufstrecke 162 ist relativ zur Bearbeitungsstrecke 160 geneigt, was durch zusätzliche Umlenk- oder Führungsrollen verwirklicht ist, wodurch sich das der Bearbeitungsstrecke 160 abgewandte Ende auf einer geringeren Höhe befindet als das der Bearbeitungsstrecke 160 zugewandte Ende. Beim Durchfahren der Anlaufstrecke 162 in Transportrichtung (hier im Beispiel von rechts nach links) befindet sich das in Transportrichtung nachlaufende Ende des Transportschlittens 140 zunächst unterhalb des Niveaus des vorlaufenden Endes. Erst nach Durchfahren der Anlaufstrecke 162 befinden sich beide Enden auf dem gleichen Niveau. Durch dieses „Auftauchen“ des Transportschlittens 140 unter einem flachen Winkel wird die Relativgeschwindigkeit des Transportschlittens 140 gegenüber der Versandtasche 110 senkrecht zur T ransportrichtung m inim iert. Der T rans- portschlitten 140 wird entsprechend sanft an die Versandtasche 110 herangefahren und ein Schlagen der Sauger 152 (nicht in Fig. 4 gezeigt) gegen die Versandtasche 110 vermieden.

Die Auslaufstrecke 164 (nicht in Fig. 4 gezeigt) ist analog der Anlaufstrecke relativ zur Bearbeitungsstrecke 160 geneigt, wodurch sich das der Bearbeitungsstrecke 160 abgewandte Ende auf einer geringeren Höhe befindet als das der Bearbeitungsstrecke 160 zugewandte Ende.

Fig. 5 zeigt die Führung des Drehtellers 150. Der Drehteller 150 ist drehbar auf dem Transportschlitten 140 befestigt und mit einem Hebelarm 154 verbunden, der bevorzugt zwei Kurvenrollen 156 aufweist. Die Führungskurve 190 auf der mechanischen Kurvenplatte 180 besteht bevorzugt aus einem geschlossenen Gehäuse oder aus Vollmaterial, wobei bevorzugterweise zwei in Transportrichtung laufende Außenwände für eine Innenführung der Drehteller 150 zur Verfügung stehen. Bei einer solchen bevorzugten Innenführung sind die Kurvenrollen 156 so positioniert, dass mindestens eine Kurvenrolle 156 mit einer Außenwand der Führungskurve 190 in Kontakt ist, bevorzugterweise sind mindestens kurz vor dem Anfangsbereich der Anlaufstrecke 162 (nicht in Fig. 5 gezeigt) und kurz nach dem Endbereich der Auslaufstrecke 164 (nicht in Fig. 5 gezeigt) beide Außenwände mit mindestens einer Kurvenrolle 156 in Kontakt. Ebenso denkbar ist eine Außenführung der Drehteller 150, bei der die Führungskurve 190 nicht aus einem geschlossenen Gehäuse oder Vollmaterial besteht, bspw. in nach oben geöffneter LI-Form. So stehen innenliegende Flächen zur Verfügung, entlang derer Kurvenrollen 156 fahren können. Auch Kombinationen aus den beschriebenen Führungsarten sind denkbar. Fig. 6 zeigt die Unterdruckversorgung der Sauger 152. Die Versorgung der Sauger 152 erfolgt über ein Steuerventil 210 das mit einer Unterdruckquelle (nicht in Fig. 6 gezeigt) verbunden ist. Das Steuerventil 210 weist weiterhin eine Vakuumschiene 212 mit mehreren oben liegenden schlitzförmigen Versorgungsbohrungen 220 auf, wobei die Versorgungsbohrungen 220 mit dem Steuerventils 210 verbunden sind. Die Vakuumschiene 212 ist unterhalb des Zahnriemens 230 angeordnet. Der Zahnriemen 230 weist einen abgeflachten Bereich 240 mit Sauglöchern 250 auf. Jeweils ein Saugloch 250 ist mit einem Durchlass in einem Vakuumnocken 260 verbunden. Der Vakuumnocken 260 ist ein auf der Oberseite des Zahnriemens 230 befestigter oder durch den Riemen selbst gebildeter Vorsprung. Der Vakuumnocken 260 besitzt eine Aussparung, in welche eine Schlittenachse 142 hineinreicht und in dieser Stellung in dem Vakuumnocken befestigt ist, wobei die Aussparung gleichzeitig mit einem Saugloch 250 verbunden ist. So wird ein durchgängiger Luftkanal vom Saugloch 250 bis zum Inneren der als Hohlwelle ausgeführten Schlittenachse 142 gebildet.

Im Betrieb wird der Zahnriemen 230 eng aufliegend so über die Vakuumschiene 212 geführt, dass sich das Saugloch 250 zumindest zeitweise so über den Versorgungsbohrungen 220 befindet, dass ein durchgängiger Luftkanal vom Sauger 152 bis zum Steuerventils 210 entsteht. Der Luftkanal kann gedanklich in zwei Teile aufgeteilt werden: Im stationären Teil der Vorrichtung 100 verläuft er von der Unterdruckquelle durch das Steuerventil 210, sowie weiter durch die schlitzförmigen Versorgungsbohrungen 220 in der Vakuumschiene 212. Im über die Vakuumschiene 212 linear bewegten Teilsystem verläuft er durch das Saugloch 250 im abgeflachten Teil des Zahnriemens 230, den Vakuumnocken 260 und die entsprechende hohle Schlittenachse 142 des Transportschlittens 140 bis zum Sauger 152. Befindet sich im Betrieb das Saugloch 250 über einer Versorgungsbohrung 220 bilden die beiden beschriebenen Luftkanäle einen einzigen durchgängigen Luftkanal.

Auf diese Weise können die Sauger 152 auf der Bearbeitungsstrecke 160 gezielt mit Unterdrück versorgt werden. Die Versandtasche 110 (nicht in Fig. 6 gezeigt) kann so sicher auf dem Drehteller 150 fixiert und bei Bedarf die Fixierung wieder aufgehoben werden. Die Fixierung kann im einfachsten Fall dadurch aufgehoben werden, dass keine Versorgungsbohrung 220 mehr vorhanden ist und dadurch kein durchgängiger Luftkanal für die Versorgung der Sauger 152 gebildet werden kann. Die kann insbesondere am Ende der Bearbeitungsstrecke 160 der Fall sein. Aber auch durch gezieltes Verringern des an entsprechenden Versorgungsbohrungen 220 anliegenden Unterdrucks mittels Steuerventil 210 kann die Stärke der Fixierung reguliert bzw. die Fixierung ganz aufgehoben werden.

Bezugszeichenliste

100 Vorrichtung

110 Versandtasche

120 Mechanischer Antrieb

130 Transportbahn

140 Transportschlitten

142 Schlittenachse

144 Lineargelenk

150 Drehteller

152 Sauger

154 Hebelarm

156 Kurvenrolle

160 Bearbeitungsstrecke

162 Anlaufstrecke

164 Auslaufstrecke

170 Rücklaufstrecke

180 mechanische Kurvenplatte

190 Führungskurve

200 Mittel zur Unterdruckversorgung

210 Steuerventil

212 Vakuumschiene

220 Versorgungsbohrung

230 Zahnriemen

240 abgeflachter Bereich

250 Sauglöcher

260 Vakuum nocken

270 Luftkanal

300 Verfahren

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung (100) zum Drehen von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen (110), um einen vorgegebenen Drehwinkel während die Versandtaschen (110) auf einer Bearbeitungsstrecke (160) vorwärtsbewegt werden, wobei die Vorrichtung (100) die folgenden Komponenten aufweist:

1 .1 einen mechanischen Antrieb (120), wobei der mechanische Antrieb (120) eine umlaufende Transportbahn (130) antreibt;

1.2 einen Transportschlitten (140),

1.2.1 wobei der Transportschlitten (140) mindestens zwei Schlittenachsen (142) aufweist und mechanisch mit der Transportbahn (130) verbunden ist;

1.3 einen Drehteller (150),

1.3.1 wobei der Drehteller (150) drehbar auf dem Transportschlitten (140) angeordnet ist;

1.3.2 einen Sauger (152), wobei der Sauger (152) ausgebildet ist, die Versandtasche (110) auf dem Drehteller (150) zu fixieren;

1.4 Mittel zur Unterdruckversorgung (200), wobei die Mittel zur Unterdruckversorgung (200) ausgebildet sind, den Sauger (152) mit Unterdrück zu versorgen;

1.5 eine Bearbeitungsstrecke (160), wobei die auf dem Drehteller (150) fixierte Versandtasche (110) auf der Bearbeitungsstrecke (160) in Transportrichtung bewegt und dabei gedreht wird;

1.6 eine Rücklaufstrecke (170), wobei der Drehteller (150) auf der Rücklaufstrecke (170) entgegen der Transportrichtung bewegt und dabei zurück in die Ausgangswinkellage gedreht wird;

1.7 eine mechanische Kurvenplatte (180),

1.7.1 wobei die mechanische Kurvenplatte (180) eine Führungskurve (190) aufweist; und

1.7.2 der Drehteller (150) durch die Führungskurve (190) der mechanischen Kurvenplatte (180) geführt wird; und

1.7.3 wobei die mechanische Kurvenplatte (180) ausgebildet ist, eine Drehbewegung des Drehtellers (150) beim Durchfahren der Bearbeitungsstrecke (160) in der vorgegebenen Drehrichtung zu bewirken; und

1.7.4 wobei die mechanische Kurvenplatte (180) ausgebildet ist, beim Durchfahren der Rücklaufstrecke (170) ein Zurückdrehen des Drehtellers (150) in die Ausgangswinkellage zu bewirken; und

1.8 wobei die Drehung der Versandtasche (110) während des Durchfahrens der Bearbeitungsstrecke (160) und der Rücklaufstrecke (170) parallel zur Transportbahn (130) um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse erfolgt.

2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 , mit einer Anlaufstrecke (162) vor dem in Transportrichtung gesehenen Anfang der Bearbeitungsstrecke (160) und einer Auslaufstrecke (164) hinter dem in Transportrichtung gesehenen Ende der Bearbeitungsstrecke (160), wobei die Anlaufstrecke (162) und die Auslaufstrecke (164) so angeordnet sind, dass sich das der Bearbeitungsstrecke (160) abgewandte Ende der An- bzw. Auslauflaufstrecke auf einer geringeren Höhe befindet als das der Bearbeitungsstrecke (160) zugewandte Ende.

3. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Schlittenachsen über mindestens ein Lineargelenk (142) oder über mindestens eine gleitend gelagerte starre Achse derart miteinander verbunden sind, dass der Abstand zwischen den Schlittenachsen (142) veränderlich ist.

4. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Transportschlitten (140) mindestens einen Hebelarm (154) aufweist; und wobei der Hebelarm (154) mindestens eine Kurvenrolle (156) aufweist, die derart ausgebildet ist, entlang der Führungskurve (190) der mechanischen Kurvenplatte (180) geführt zu werden.

5. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Drehwinkel dem von zwei benachbarten Seiten der Versandtasche (110) eingeschlossenen Winkel entspricht.

6. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung (100) eine Oberführung aufweist und wobei die Oberführung eine zur Bearbeitungsstrecke (160) parallele Fläche aufweist, die derart positioniert ist, dass eine unter ihr durchbewegte Versandtasche (110) mit der parallelen Fläche in Kontakt kommt, sobald sich die Versandtasche (110) wölbt.

7. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der mechanische Antrieb (120) ein Zahnriemenantrieb ist und die Vorrichtung (100) Mittel zur Unterdruckversorgung (200) aufweist, und wobei die Mittel zur Unterdruckversorgung (200) folgende Komponenten aufweist:

- einen Zahnriemen (230), wobei der Zahnriemen (230) einen abgeflachten Bereich (240) aufweist und wobei der abgeflachte Bereich (240) mindestens ein Saugloch (250) aufweist; und

- eine Unterdruckquelle;

- ein Steuerventil (210), wobei das Steuerventil (210) mit der Unterdruckquelle verbunden ist;

- eine Vakuumschiene (212), wobei die Vakuumschiene (212) mindestens eine Versorgungsbohrung (220) aufweist, und wobei die Versorgungsbohrung (220) mit dem Steuerventil (210) verbunden ist; und wobei der Zahnriemen (230) so über die Vakuumschiene (212) geführt wird, dass sich das Saugloch (250) zeitweise über der Versorgungsbohrung (220) der Vakuumschiene (212) befindet.

8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei

- die Vorrichtung (100) einen Vakuumnocken (260) an mindestens einer Schlittenachse (142) des Transportschlittens (140) aufweist, wobei der Vakuumnocken (260) einen Durchlass für Unterdrück aufweisen und mit einem Saugloch (250) verbunden ist; und wobei ein durchgängiger Luftkanal (270) vom Steuerventil (210) bis zum Sauger (152) gebildet wird, wenn sich das Saugloch (250) über der Versorgungsbohrung (220) befindet.

9. Verfahren (300) zum Drehen von Verpackungsbehältnissen, insbesondere Versandtaschen (110), um einen vorgegebenen Drehwinkel, während die Versandtasche (110) auf einer umlaufenden Bearbeitungsstrecke (160) vorwärtsbewegt wird, insbesondere mit einer Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, bei dem

9.1 zunächst die Versandtasche (110) auf einem Drehteller (150) eines Transportschlittens (140) mittels Unterdrück fixiert wird;

9.2 der Transportschlitten (140) durch eine Bearbeitungsstrecke (160) gefahren wird;

9.3 und die Versandtasche (110) während des Durchfahrens parallel zur Transportbahn (130) um einen vorgegebenen Drehwinkel um eine zur Transportrichtung senkrechte Drehachse gedreht wird;

9.4 und der Drehteller (150) beim Durchfahren einer Rücklaufstrecke (170) zurück in eine Ausgangswinkellage gedreht wird, wobei die Ausgangswinkellage derjenigen Orientierung des Drehtellers (150) entspricht, die vor dem Drehen in Schritt 9.3. vorgelegen hat.