Beschreibung
Einrichtung zum Versorgen einer Verpackungsmaschine mit Beuteln
Verpackungen bestehen in vielen Fällen aus Kunststoffbeuteln. Diese Kunststoffbeutel werden in Verpackungsmaschinen gefüllt, die nicht nur die Befüllung der Beutel durch führen, sondern diese auch noch verschließen.
Um die Verpackungsmaschinen mit Beuteln zu versorgen, gibt es grundsätzlich zwei Systeme. Das eine System besteht darin, die Beutel aus einer Folienbahn an der Stelle erst herzustellen, wo sie gebraucht werden. Dies kann auch so geschehen, dass aus der Folienbahn ein Schlauch hergestellt wird, in den die Gegenstände eingebracht werden, und dass erst nach dem Einbringen der Gegenstände die einzelnen Beutel aus dem Schlauch getrennt werden.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, fertig konfektionierte Beutel anzuliefern und diese dann in der Verpackungsmaschine zu öffnen, zu befüllen und zu verschließen. Diese Methode wird auch als Automatikstapel oder Beutelstapel bezeichnet.
Bei der ersten Methode besteht wegen der sehr langen Folienbahnen keine Schwierigkeit, immer genügend Beutel herzustellen, um die Verpackungsmaschine arbeiten zu lassen. Bei der zweiten Methode besteht jedoch das Problem, dass in der Maschine ausreichend Beutel zur Verfügung stehen müssen, und dass das Auswechseln von Beutelstapeln unter Umständen kompliziert ist. Um die Maschinen nicht stillsetzen zu müssen, gibt es Beutelspeicher, die mehrere Beutelstapel enthalten.
Bei den Beutelspeichern kann das Problem bestehen, dass wegen des taktweisen Nachrückens dieser Beutelstapel das Nachfüllen von Beutelstapeln nur zu bestimmten Zeiten möglich ist, um niemanden zu gefährden.
Ein Beispiel für eine Möglichkeit der Zuführung von Beutelstapeln ist aus DE 19823875 bekannt. Hier werden die Beutel teilweise auf zwei Führungen liegend zugeführt, wobei die Vereinzelung in der Maschine selbst erfolgt. Die Beutel werden an senkrecht stehenden Stiften aufgereiht, die den Weitertransport und die Sicherung während des Weitertransports gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur Anlieferung von Beuteln an eine Verpackungsmaschine zu schaffen, bei der das Nachliefern einfacher gestaltet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Einrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Während im Stand der Technik die Beutel erst innerhalb der Maschine vereinzelt werden, also unmittelbar vor dem Verpacken, werden sie bei der von der Erfindung vorgeschlagenen Einrichtung bereits vorher vereinzelt und dann in vereinzeltem Zustand in die Verpackungsmaschine transportiert. Zur Übergabe zwischen dem Beutelstapel und dem Transporteur ist eine Übergabeeinrichtung vorhanden, die jeweils einen einzelnen Beutel von dem Stapel abnimmt und dem Transporteur übergibt.
Mit der von der Erfindung vorgeschlagenen Einrichtung können vorkonfektionierte Beutel, wie sie heute am Markt käuflich sind, verwendet werden. Es brauchen daher keine Änderungen vorgenommen zu werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Übergabeeinrichtung einen Greifer aufweist, der in der Lage ist, einen einzelnen Beutel zu ergreifen.
In nochmaliger Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass der Greifer schwenkbar und/oder linear verfahrbar ausgebildet sein kann. Dadurch lassen sich auch relativ komplizierte Bewegungen auf kleinem Raum durchführen.
Als Transporteur zwischen der Stelle, wo die Übergabeeinrichtung angeordnet ist, und der Verpackungsmaschine kann insbesondere ein umlaufendes Transportband verwendet werden, das von einem Antrieb in eine einzige Richtung angetrieben wird.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die einzelnen Beutel an dem Transportband durch Unterdruck festgehalten werden. Bei dem Transportband kann es sich insbesondere um ein gelochtes Vakuum-Riemenband handeln, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des Vakuums gegebenenfalls in Kammern unterteilt sein kann, die einzeln über Leitungen mit einer Unterdruckquelle verbunden sein können. Die Leitungen können einzeln angesteuert werden. Es wird dadurch möglich, unterschiedliche Unterdruckbedingungen in den einzelnen Kammern zu erzeugen. Das Transportband kann beispielsweise über einen Servomotors getaktet angetrieben werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Transportband eine horizontale Oberseite aufweist, so dass die Beutel mindestens in dem Bereich, in dem sie geöffnet werden, das heißt im Bereich ihrer Mündung, horizontal liegen. Es ist natürlich auch denkbar, je nach den Umständen des Anwendungsfalls, die Beutel hängend an einem Transportband zu transportieren, da dies durch das von der Erfindung vorgeschlagene Vakuum ebenfalls ermöglicht wird.
Um die Einrichtung besonders vielseitig und mit hoher Leistung auszugestalten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Halterung zur Aufnahme
mehrerer Beutelstapel nebeneinander ausgebildet ist. Die Beutelstapel sind dabei in in einer Linie ausgerichtet, die parallel zur Transportrichtung verläuft. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass der Raumbedarf für die Verpackungsmaschine nicht viel größer wird als bei den bisher bekannten Maschinen, bei denen die Aufreihung ebenfalls in der gleichen Richtung erfolgte.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Übergabeeinrichtung zur Behandlung mehrerer Beutelstapel ausgebildet sein kann. Es kann daher beispielsweise gleichzeitig je ein Beutel von zwei Beutelstapeln übergeben werden. Dies macht niedrige Taktzeiten möglich.
In nochmaliger Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Halterung zur Aufnahme von Stapeln unterschiedlicher Größe ausgebildet ist, wobei unter Größe sowohl die Breite als auch die Höhe des Beutels zu verstehen ist.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann die Halterung und die Übergabeeinrichtung derart ausgebildet sein, dass ein Einbringen eines Beutels in den Stapel von der der Entnahmeseite des Stapels entgegengesetzten Seite her möglich ist. Dadurch wird es möglich, auch nachträglich einzelne Beutel oder auch mehrere Beutel einem bereits abgearbeiteten Stapel hinzuzufügen. Die Erfindung schlägt vor, die Einrichtung so auszugestalten, dass das Einbringen des Beutels oder auch mehrerer Beutel sogar während des Arbeitens der Übergabeeinrichtung möglich ist. Es kann daher ein Nachfüllen von Beutelstapeln unabhängig vom Betrieb der Verpackungsmaschine durchgeführt werden. Dies verringert die Stillstandszeiten ganz beachtlich.
Zur Halterung der Beutel in der Halterung kann vorgesehen sein, dass diese für jeden Stapel mindestens einen in eine Öffnung des Beutels eingreifenden Dorn aufweist. Vorzugsweise werden für jeden Beutel zwei derartige Dorne verwendet, die bei der Verwendung von mit zwei Öffnungen versehenen Beutel dazu führen, dass die Beutel immer korrekt ausgerichtet sind.
Die bei Verpackungsmaschinen häufig verwendeten Beutel haben eine Lasche, in der zwei Öffnungen zur Halterung und Ausrichtung untergebracht sind. Im Stand der Technik werden diese Beutel häufig einfach zur Seite gezogen, so dass die Lasche zwischen ihrem Rand und dem Rand der Öffnung zerreißt. Dies kann zu der Bildung von Schnipseln führen, die in ungünstigen Umständen auch zu einer Störung der Maschine führen können. Hier schlägt die Erfindung vor, bei der Entnahme des Beutels von dem Beutelstapel die Lasche des Beutels zwischen ihrem Rand und der Öffnung zu zerschneiden. Hierzu kann die Einrichtung ein Messer für jede Öffnung aufweisen, das diesen Schnitt herstellt. Es kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Halterung eine bestimmte Bewegung zusätzlich zu der Bewegung des Greifers durchführt, die zum Zerschneiden führt. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, das Messer zu bewegen. Zur Bewegung des Messers und/oder der Halterung zur Durchführung der Schneidbewegung kann erfindungsgemäß der Antrieb verwendet werden, der auch für die Übergabeeinrichtung zuständig ist.
Insbesondere schlägt die Erfindung vor, die Beutel hängend in der Aufnahme anzuordnen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Greifer, der Teil der Übergabeeinrichtung ist, an dem Beutel mit Unterdruck angreift, also mit Hilfe einer Art Saugnapf. Dies führt zu einer schonenden Behandlung der Beutel, da keine Klemmung oder dergleichen erfolgen muss.
Die Bewegung der Halterung zur Durchführung der Schneidbewegung kann insbesondere eine Schwenkbewegung sein. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die freien Enden der Dorne etwa in der Achse der Schwenkbewegung liegen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
den Patentansprüchen und der Zusammenfassung, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Figur 1 schematisch eine Seitenansicht der Halterung für die Beutel und der Übergabeeinrichtung;
Figur 2 eine Einzelansicht der Anordnung der Figur 1 ;
Figur 3 eine Aufsicht auf die Anordnung der Figur 1 ;
Figur 4 eine Möglichkeit der Steuerung des Antriebs für die
Übergabeeinrichtung;
Figur 5 eine Möglichkeit der Steuerung des Antriebs zur
Durchführung der Schneidbewegung;
Figur 6 die Frontansicht eines Beutels mit einer Lasche;
Figur 7 den Zustand des Auflegens eines Beutels auf die
Transporteinrichtung.
Figur 1 zeigt stark vereinfacht und schematisch Teile der Einrichtung, die die Erfindung vorschlägt, in einer Seitenansicht. Die Einrichtung enthält eine Halterung 1 für einen größeren Stapel von Beuteln, wobei dieser Stapel 2 gestrichelt im Umriss dargestellt ist. Die Beutel sind dabei im Bereich ihrer Oberseite aufgehängt, wobei sich die dargestellte Form des Umrisses dadurch ergibt, dass sich die Beutel nach unten hin etwas auffächern.
Neben der Halterung 1 für den Beutelstapel 2 ist eine Übergabeeinrichtung 3 angeordnet, die dazu dient, den jeweils am weitesten links hängenden Beutel des Beutelstapels 2 von dem Beutelstapel 2 abzunehmen und ihn auf einen
Transporteur 4 zu übergeben, der im dargestellten Beispiel als Transportband 5 ausgebildet ist. Die Übergabeeinrichtung 3 enthält einen beweglichen Greifer 6, der den Beutel abnimmt und ihn dann in einer bestimmten Bewegung auf den Transporteur 4 übergibt.
Die Halterung enthält einen Rahmen 7, der an einer rechts in Figur 1 vorhandenen, in Figur 1 aber nicht dargestellten Achse schwenkbar gelagert ist. Der Rahmen 7 enthält zwei in der Figur 1 zu sehende Querstege 7a und zwei Längsstege. An dem einen Längssteg ist etwas unterhalb der Querstege 7a eine Reihe von Dornen 9 angebracht, die unter einem kleinen Winkel von ihrer Anbringungsstelle gegenüber der Horizontalen nach oben gerichtet sind. Die Spitzen 10 der Dorne 9 fällt etwa mit der Schwenkachse des Rahmens 7 zusammen.
Etwas oberhalb der Anbringungsstelle 11 der Dorne ist ein Messer 1 angebracht, dessen Rolle später noch erläutert werden wird.
Die den Stapel 2 bildenden Beutel können von dem freien Ende 10 der Dorne 9 her auf die Dorne aufgeschoben werden. Wegen der wenn auch nur geringen Neigung der Dorne 9 rutscht der Stapel dann in Richtung auf die Anbringungsstelle 11.
Die bereits erwähnte Übergabeeinrichtung 13 enthält einen Greifer 6, der an seinem dem Beutelstapel 2 zugeordneten Ende einen Saugnapf 13 enthält. Der Saugnapf ist in Richtung auf den Beutelstapel federbeaufschlagt, so dass er, wenn der Greifer in Richtung des Doppelpfeiles 14 vor bewegt wird, schon vor Erreichen der Endstellung an dem Beutel angreift. Der Greifer 6 ist mit Hilfe einer Halterung an einem Hohlprofil 16 angebracht. Das Hohlprofil 16 seinerseits ist mit Hilfe eines Schlittens 17 an Führungsschienen 18 verschiebbar angeordnet. An dem Schlitten 17 greift eine Pleuelstange 19 an, die dazu dient, den Schlitten 17 in Längsrichtung der Führungsschienen 18 zu verschieben.
Unterhalb der Übergabeeinrichtung 3 ist, wie bereits erwähnt, der Transporteur 4 in Form eines Transportbands 5 vorhanden. Der Verschiebungsweg des Greifers 6 ist so gewählt, dass er bis über die dem Beutelstapel abgewandte Rückseite 20 des Transporteur 4 hinweg verschoben werden kann.
Figur 2 zeigt in einer Einzeldarstellung die Lagerung des Rahmens 7 in einem Maschinenrahmen, wobei die Lagerung als Welle 21 ausgebildet ist. Figur 1 zeigt, dass an den dem Längssteg 8 gegenüberliegenden Längssteg ein Hebel 22 angebracht ist, der ein Langloch 23 aufweist. In das Langloch 23 des Hebels 22 greift ein Ende einer zweiten Pleuelstange 24 ein, die in Richtung des Doppelpfeils 25 bewegt werden kann.
Figur 3 zeigt die Aufsicht auf die Anordnung der Figur 1. Das Transportband 5 führt von der in Figur 3 unteren, das heißt der Vorderseite der Einrichtung, bis zu der in der Figur 3 nicht mehr dargestellten Verpackungseinrichtung. Es sind zwei Führungsschienen 18 vorhanden, zwischen denen sich das Hohlprofil 16 erstreckt. Parallel zu dem Hohlprofil 16 ist die Schiene 26 angebracht, an der die Halterungen 15 für die Greifer 6 angebracht sind. Die Halterungen 15 für jeweils einen Greifer 6 können in Längsrichtung der Schiene 26 an verschiedenen Stellen angebracht werden. Damit ist es möglich, den Abstand und die absolute Position der Greifer 6 zu ändern.
Wie man der Figur 3 entnehmen kann, sind an der Innenseite des Rahmens 7 insgesamt vier Dorne 9 vorhanden, die in der Darstellung der Figur 3 etwas verkürzt dargestellt sind. Auf den Dornen 9 sind jeweils eine Vielzahl von Beuteln 27 aufgereiht, die parallel zueinander verlaufen. Es gibt vier Dorne 9, von denen jeweils zwei Dorne zu einem Beutelstapel 2 gehören. Die Beutelstapel 2 sind nebeneinander angeordnet, also parallel zu der Transportrichtung des Transportbands 5.
Zur Bewegung der Schieber 17, die durch das Hohlprofil 16 miteinander verbunden sind, dient die Pleuelstange 19, die an dem Hohlprofil 16 angelenkt ist.
Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf das andere Ende der Pleuelstange 19, das in Figur 1 und 3 nicht dargestellt ist. Die Pleuelstange 19 ist an einem Kurbelarm 28 angebracht, der von einem Servomotor verdreht wird. Das Rotieren des Kurbelarms 28 führt zu einer hin und her gehenden Bewegung des gegenüberliegenden Endes der Pleuelstange 19 und damit zu einer linearen Bewegung des Hohlprofils 16. An dem Hohlprofil sind die Greifer 6 angebracht, die damit ebenfalls hin und her bewegt werden.
Die Saugnäpfe 13, die an den Enden der Greifer 6 angebracht sind, sind über Leitungen mit Unterdruck ansteuerbar.
An der den Kurbelarm 28 verdrehenden Welle 29 ist auch eine Scheibe 30 angebracht, die eine Nockenfläche 31 bildet. Die Nockenfläche 31 dient dazu, die zweite Pleuelstange 24 zu bewegen. Hierzu wird jetzt auf die Figur 5 verwiesen. Das in Figur 3 nicht dargestellte gegenüberliegende Ende der Pleuelstange 24 ist mit einem Schwenkhebel 32 verbunden, der schwenkbar an dem Maschinenrahmen angebracht ist. Das Ende des Schwenkhebels 32 ist mit einem Ende 33 der Pleuelstange 24 verbunden. Kurz vor dem Ende 33 der Pleuelstange 24 weist diese einen Nockenfolger 34 auf, der an der Nockenfläche 31 abrollt. Das Verdrehen der Scheibe 30, die mit dem Kurbelarm 28 drehfest verbunden ist, führt also zu einer Bewegung der Pleuelstange 24 und damit zu einer Schwenkbewegung des Rahmens 7. Die Schwenkbewegung geschieht relativ langsam und nur um einen geringen Betrag.
Figur 6 zeigt eine Aufsicht auf einen Beutel 35, der rechteckigen Umriss aufweist. Er enthält im Bereich seines oberen Endes eine Lasche 36, die beispielsweise nur von der Rückseite oder nur von der Vorderseite des Beutels
gebildet wird. Die Lasche 36 enthält zwei Löcher 37, die dazu dienen, den Beutel 35 auf die Dorne 9 aufzuschieben. Jedem Loch 37 ist ein Dorn 9 zugeordnet.
Das unter Bezugnahme auf Figur 1 erwähnte Messer 12 dient dazu, die Lasche 36 zwischen einer Öffnung 37 und dem nächsten Rand 38 der Laschen 36 zu zerschneiden.
Nun wird im Folgenden die Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben. Die Halterung 1 enthält im dargestellten Beispiel zwei Stapel 2 von Beuteln 35. Die Welle 29 wird von einem Servermotor angetrieben. Der Greifer 6 mit seinem Saugnapf 13 fährt in Richtung auf den Beutelstapel und greift an dem am weitesten links hängenden Beutel an. Dieses Angreifen geschieht auf Grund der erwähnten Federung schon vor Erreichen des Totpunkts des Kurbelantriebs, der in Figur 4 dargestellt ist. Der Saugnapf 13 wird mit Unterdruck beaufschlagt. Er hält also den Beutel fest. Nun wird über die Nockenfläche 31 der Rahmen 7 etwas nach oben bewegt und damit die Lasche 36 zwischen der Öffnung 37 und dem benachbarten Rand 38 aufgeschnitten. Der Beutel 35 hängt jetzt nur noch an den Saugnäpfen 13 der Greifer 6. Für jeden Beutel 35 sind zwei Greifer 6 und damit auch zwei Saugnäpfe 13 vorhanden. Nun wird der Greifer 6 mit Hilfe der Pleuelstange 19 von dem Beutelstapel 2 weg bewegt, wobei sich der Greifer 6 über die Hinterkante 20 des Transportband 5 bewegt. Das Ergebnis dieser Bewegung ist in Figur 7 dargestellt. Der Beutel 35 ist mit seinem oberen Bereich entsprechend der Lasche 36 über das Transportband 5 bewegt, das jetzt unter Unterdruck steht. Dadurch wird der Beutel 35 an dem Transportband 5 festgehalten. Der Saugnapf 13 an dem Greifer 6 wird jetzt unter Normaldruck gelegt, so dass er den Beutel 35 nicht mehr festhält. Die Greifer 6 werden wieder in Richtung auf die Stapel 2 bewegt, während das Transportband 5 jetzt mit den jetzt aufgelegten Beuteln 35 taktweise in Richtung des Pfeils 39 in Figur 3 bewegt wird.
Wie man den Figuren 1 und 3 in Kombination entnehmen kann, lassen sich Beutelstapel von dem freien Ende der Dorne 9 her nachfüllen, wobei gleichzeitig ein Weiterarbeiten der Übergabeeinrichtung möglich ist. Die Beutel werden von der der Aufgabeseite abgewandten Entnahmeseite her entnommen.
Da die Halterungen 15 längs der Schiene 26 verschiebbar sind, kann man die Greifer auf unterschiedliche Größen von Beuteln einstellen. Wie man ebenfalls der Figur 2 entnehmen kann, kann man statt zweier Stapel 2 auch drei oder vier Stapel anbringen, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, mit nur einem einzigen Stapel zu arbeiten.
Man kann wegen der Verschiebbarkeit der Dorne 9 die Teilung der Beutel zueinander individuell einstellen. Dies ist wichtig bei mehrbahnigen Packmaschinen. Weiterhin kann man bei einbahnigem Betrieb die Beutel sehr nah aneinander legen, was zur Vermeidung eines unnötigen Mehrhubs des Bandes 5 führt.