EP2748069A1 - Füllmaschine zum abfüllen von produkten in packungsbehälter sowie verfahren hierzu - Google Patents

Füllmaschine zum abfüllen von produkten in packungsbehälter sowie verfahren hierzu

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EP2748069A1
EP2748069A1 EP12773287.3A EP12773287A EP2748069A1 EP 2748069 A1 EP2748069 A1 EP 2748069A1 EP 12773287 A EP12773287 A EP 12773287A EP 2748069 A1 EP2748069 A1 EP 2748069A1
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EP
European Patent Office
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packing
jacket
filling machine
magazine
gripper
Prior art date
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EP12773287.3A
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English (en)
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EP2748069B1 (de
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Thomas Boehme
Klaus Baltes
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Elopak Systems AG
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Elopak Systems AG
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Publication date
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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
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    • B31B50/76—Opening and distending flattened articles
    • B31B50/78—Mechanically
    • 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
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/12—Feeding flexible bags or carton blanks in flat or collapsed state; Feeding flat bags connected to form a series or chain
    • B65B43/126—Feeding carton blanks in flat or collapsed state
    • 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
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/26—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks
    • B65B43/28—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks by grippers co-operating with fixed supports
    • B65B43/285—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks by grippers co-operating with fixed supports specially adapted for boxes, cartons or carton blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
    • B65B3/025—Making parallelepipedal containers from a single carton blank

Definitions

  • the usually cuboid packaging containers are provided with folded edges and welded together to form packaging due to the better transportability
  • the inner crease edges divide the distance between the outer crease edges on the middle.
  • the at least one conveyor line of the filling machine, the flat folded packaging coats are fed from a magazine.
  • the packing coats are stacked,
  • the stack is at its rear side towards the withdrawal side with a force, for example, a spring or a linear drive, applied to the packing shells of the stack for
  • a removal and unfolding device comprises a gripper for detecting one of the two on the removal side of the
  • Retaining elements for receiving the outer creasing edges of the unfolded packing jacket Retaining elements for receiving the outer creasing edges of the unfolded packing jacket.
  • the removal and unfolding device folds the initially flat folded packaging jacket into a packing jacket forming a rectangle in cross-section.
  • Packing jacket is from a transport device
  • transport wheels or circulating conveyor belts with pocket-shaped receptacles for the unfolded packing shells or packing containers are used as transport means.
  • the stepwise rotating transport wheels have a plurality of radially outwardly extending, parallel recordings.
  • the recordings are usually designed as mandrels, on which the unfolded packing coats or packing containers are pushed; One then speaks of a mandrel wheel.
  • each receptacle comprises a plurality of arms or profiles that come to rest on the outside, in particular directly next to the bent edges of the unfolded packing jacket or of the packing container.
  • the receptacles form cells into which the unfolded packing shells or packing containers can be inserted; one speaks then of a cellular wheel.
  • a removal side (7) of the magazine (2) releases the two forward-facing packing walls (5a, 5b) of the respective front packing jacket (1). So that the packing shells (1) do not fall out of the magazine on the removal side (7), retaining elements (8a, 8b) are arranged on the removal side (7), which extend along the outer folding edges (3a, 3b) of the
  • front packing jacket (1) extend.
  • the respective front packing jacket (1) is not removed in the full width of the two packing walls (5a, 5b). Rather, the
  • a suction pad (9) is used, which is attached to a swivel arm (11) which is pivotably arranged about an axis (10). By a about the vertical axis (10) running pivoting movement of the suction pad (9) first solves the outer bending edge (3 a) of the
  • the holding element (16) serves to receive the outer bending edge (3b) of the unfolded packing jacket (1). Also in the direction of the movement path (14) behind the guide surface (12) is another, stationary holding element (17) in the form of a retaining strip (17) for receiving the diametrically opposite outer bending edge (3a). The distance and the orientation of the holding elements (16, 17) takes place such that the of the holding elements (16, 17) received
  • Packing jacket in cross-section forms a rectangle.
  • Alignment is for proper transfer of the unfolded packing jacket on the removal and Auffaltvorplatz downstream transport device, in particular the transport wheels mentioned above, required.
  • the initially acute inner angle (15a, 15b) of the packing jacket is short-lived
  • Holding element (16) leads to a high noise. Finally, it comes both while snapping the
  • EP 0 766 621 B1 discloses a device for removing a packing jacket from a magazine and for unfolding the packing jacket into a rectangular cross-section, wherein a gripper pivotably arranged about a rotation axis forms one of the two released packing walls of the flat-folded one
  • the device has a guide in the form of a flap which is arranged so as to be pivotable about an axis and which can be pivoted by means of a drive from a first position into a second position.
  • Flap one arranged at the end of the flap nose receives the second outer crease edge.
  • the suction gripper can be solved only after complete erection of the packing jacket to a rectangular cross-section, otherwise the restoring forces of the packing jacket would cause it to slip out of the device. Another disadvantage of
  • the packing jacket rests flush against the flap and performs a relative movement to this, whereby a higher wear and damage to the packing wall can result.
  • the object of the invention to provide a filling machine of the type mentioned above, which requires less holding forces for removing and unfolding the packaging coats, in the malfunction and grinding marks on the guided
  • Packing wall can be avoided and the noise is reduced. Furthermore, the invention is based on the object, a corresponding method for removing and unfolding of pack coats from a magazine of a
  • At least one of the two holding elements between an initial and an end position is arranged to reciprocate and
  • the holding elements are arranged such that they are in
  • the guide is arranged to cause the internal angles to increase to less than 90 degrees.
  • Internal angle can be determined for example by the angle between a guide surface of the guide and the path of movement of the gripper and the length of the guide surface.
  • Holding elements takes place in the same packing coats with a restoring force which is reduced compared with the prior art, whereby the noise when snapping into the holding elements are also reduced.
  • the holding elements are arranged such that, following the enlargement of the internal angle by the guide, they receive the outer creasing edges of the packing jacket, which has not yet fully unfolded, forming a parallelogram cross-section.
  • the holding elements can for this purpose in the direction of
  • Movement path of the gripper be arranged behind the guide or a guide surface of the guide.
  • the holding elements for receiving the outer bending edges are preferably arranged in the direction of movement of the gripper during removal behind the guide.
  • One of the guiding elements can also be considered part of the leadership at the end of a
  • the retaining elements are not on the gripper or the downstream
  • Transport device arranged as this would extend the duty cycle of the removal and erection.
  • the inner angle is then increased to 90 °, so that the packing jacket assumes the desired rectangular cross-section in the end position of the holding element or the holding elements and is completely unfolded.
  • the guide is preferably designed such that at least in an end region of the guide, in which the
  • Packing wall of the packing jacket is performed.
  • the guide and the packing wall therefore do not touch each other, at least in the end region of the guide, so that grinding marks on the packing wall due to high pressure forces in the final phase of the Movement along the guide can be safely prevented.
  • the resulting from the restoring forces are removed only on the guided buckling edge and as a result, the holding forces of the gripper further reduced.
  • the required path of movement between the starting and end positions of the holding element or elements depends on how far the packing jacket has already been unfolded at the end of the guide, i. by what angular amount the acute internal angles at the outer creases of the
  • Packing mantle at the end of the guide are less than 90 degrees.
  • Holding elements take effect, requires a longer Movement path between the initial and the end position of the holding element or the holding elements. The longer one
  • Moving path reduces gripping holding force and noise generation, but adversely affects the process time for unfolding the package shell, while the shorter path of travel increases gripper holding and noise but reduces process time.
  • the guide causes in particular an enlargement of the tips
  • a further reduction of the holding forces can be achieved in that the movement path of the gripper is straight and perpendicular to the released packing wall of the gripper
  • Packing mantle runs on the removal side of the magazine, which detects the gripper. The so aligned
  • Movement path of the gripper reduces its holding forces, in particular the suction force of the gripper designed preferably as a suction gripper.
  • the linear guide also reduces the stress on the packing shells and the
  • a continuous unfolding of the packing jacket until it forms a non-rectangular parallelogram in cross-section is preferably achieved in that the guide a planar guide surface for slidingly guiding the outer packing edge and the distance between the
  • each holding element has two surfaces arranged at an angle to each other, which in the end position of the reciprocating and / or reciprocating holding elements (s) come to bear flat against the packing walls.
  • Retaining strip is a linear system comprising a lever with linear guide and servomotor.
  • electromechanical linear drives are also possible.
  • one of the two holding elements may be arranged on the guide.
  • the holding element is designed in particular as an integral part of the guide; It can for example be made in one piece with the guide as a milling or casting.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective partial view of a filling machine in the region of the removal and unfolding device, during the removal of a flat-folded packing jacket from a magazine
  • Figure 3 is a partial view of the filling machine of Figure 2, during the transfer of the unfolded
  • FIG. 3a is a detailed view of a jacket slide of a
  • Figures 4 a-d is a schematic view of
  • Figures 5 a-e is a schematic view of
  • the magazine (2) Conveying the magazine (2) arranged to receive the flat folded packaging shells (1) for the preparation of the packaging container.
  • the magazine (2) comprises holding profiles (19a, b) which come to bear against the outer folding edges (3a, b) of the packing shells (1).
  • At the end faces of the free legs of the holding profiles (19a, b) are formed as projections retaining elements (8a, b).
  • Retaining elements (8a, b) prevent the upright stack of packing sheaths (1) held by the magazine (2) from falling out of the magazine (2) on the removal side (7).
  • the removal side (7) of the magazine (2) are the two front packing walls (5a, b) of the four
  • the magazine (2) downstream removal and Auffaltvoriques comprises a suction pad (9) with three pneumatic suckers for detecting the at the removal side (7) released packing wall (5 a).
  • the suction gripper (9) is attached to an actuator (20) which is perpendicular to the released along a rectilinear movement path (21)
  • Packing wall (5 a) of the packing jacket (1) is arranged displaceably.
  • the sliding movement is with a
  • the removal and Auffaltvoroplasty also has a flat guide surface (23) as a guide for the outer bending edge (3b) of the other of the two released
  • the level Guide surface (23) serves for the sliding guidance of the outer bending edge (3b).
  • Guide surface (23) is a stationary holding element (17) for receiving the outer bending edge (3a).
  • opposite outer bending edge (3b) is movable between an initial position shown in Figures 4 a) - c) and an end position shown in Figure 4 d) by means of a linear drive back and forth.
  • Both the stationary holding element (17) and the movable holding element (24) are designed as an angle profile. The two angularly arranged surfaces of the angle profile reach the end position shown in FIG. 4 d)
  • a jacket slide (28) is provided, which by means of a rotating belt (30) vertically movable up and down.
  • the transport device (22) comprises a transport wheel (26) which can be rotated about an axis (25) and has four radially outwardly extending, parallel receptacles each having a plurality of profiles (27) which are located at the inner bend edge (4a) and the package walls (FIG. 6a, b) come to the plant.
  • the profiles (27) form cells in which the unfolded Packing jackets (1) with a rectangular cross-section of the actuator (20) can be inserted.
  • the axis of rotation (25) of the transport wheel (26) extends in a horizontal plane transverse to
  • Conveyor line (21) of the filling machine The transport wheel (26) is rotated by a drive, not shown, step by step by 90 degrees about the axis of rotation (25) of the transport wheel.
  • the unfolded packing coats are transferred to other, not shown in the figures transport devices to the packing coats (1) processing steps for the preparation of
  • the magazine (2) of the filling machine according to Figure 5 shown partially agrees with the magazine (2) of the filling machine according to Figures 2 to 4, so that on the local
  • the removal side (7) of the magazine (2) are the two front packing walls (5a, b) of the four
  • the magazine (2) downstream removal and Auffaltvoriques comprises a suction pad (9) with three pneumatic suckers for detecting the at the removal side (7) released packing wall (5 a).
  • the suction gripper (9) is attached to an actuator (20) which is perpendicular to the released along a rectilinear movement path (21)
  • Packing wall (5 a) of the packing jacket (1) is arranged displaceably.
  • the sliding movement is with a
  • the removal and Auffaltvoroplasty also has a curved guide surface (23) as a guide for the other of the two released packing walls (5 b) of the
  • the sliding guide initially serves the packing wall (5b) (see Figure 5b)) and then (see Figure 5 c)) of the outer bending edge (3b).
  • the transition to the kink edge guide causes at least in one end of the
  • Packing wall (5b) of the packing jacket (1) is guided.
  • the guide surface (23) and the packing wall (5b) therefore do not touch at least in the end portion, so that
  • the stationary holding element (17) is designed as an angle profile.
  • the holding element (24) has two at right angles to each other
  • the guide element (13) comprising the guide surface (23) and the holding element (24) can be moved back and forth by means of a linear drive from the initial position shown in FIGS. 5a) -d) and the end position shown in FIG.
  • the two perpendicular to each other arranged surfaces of the integrated holding element (24) reach in the end position shown in Figure 5 e) on the package walls (5b, 6b) to the plant.
  • a jacket slide (28) is provided, which by means of a circulating belt (30) is vertically movable up and down.
  • the transport device (22) is corresponding to the
  • the magazine (2) releases the two front packing walls (5a, b) on the removal side (7) of the magazine (2) for gripping by the suction gripper (9).
  • the suction gripper (9) is moved by the actuator (20) in the direction of the removal side (7) in a front position of the
  • Movement path (21) moves and detects the released front packing wall (5a) by means of the three suckers of the suction gripper (9) by pneumatically generating a negative pressure in the suckers. Subsequently, the suction pad (9) from the front position of the movement path (21) in
  • Packing jacket (1) along the movement path (21) by means of the suction gripper (9) also comes the outer bending edge (3b) of the retaining element (8 b) free and slides along the planar guide surface (23), whereby a continuous increase in the acute inner angle (15a, b) between the package walls (5b, 6b and 5a, 6a) is effected until these inner angle (15a, b) in the illustrated embodiment at the end of the guide surface (23) are about 50 ° (see.
  • Buckling edge (3a) is added at this time in the stationary holding element (17).
  • the cross-section of the packing jacket (1) accommodated by the two holding elements (24, 17) forms a non-rectangular parallelogram.
  • Holding elements (17, 24) accommodated packing jacket (1) forms a rectangle as soon as the movable holding element (24) has taken the end position (see Figure 4d).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine zur Abfüllung von Produkten, insbesondere flüssiger Lebensmittel, in aus Kartonverbundmaterial bestehende Packungsbehälter. Das Entnehmen und Auffalten von flach gefalteten Packungsmänteln zur Herstellung der Packungsbehälter aus einem Magazin der Füllmaschine erfordert bisher relativ große Greiferkräfte. Um die zum Entnehmen und Auffalten der Packungsmäntel erforderlichen Greiferkräfte und die beim Auffalten entstehenden Geräusche zu reduzieren sowie Betriebsstörungen zu vermeiden, wird eine Füllmaschine vorgeschlagen, bei der mit Hilfe einer Führung der dem Magazin entnommene Packungsmantel parallelogrammartig lediglich teilweise aufgerichtet wird und mindestens eines von zwei Halteelementen zur Aufnahme einer äußeren Knickkante des teilaufgerichteten Packungsmantels zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung hin- und her beweglich ist, wobei in der Endstellung des beweglichen Halteelementes der Querschnitt des von den beiden Haltelementen aufgenommenen Packungsmantels rechteckig ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entnehmen und Auffalten von Packungsmänteln aus einem Magazin einer Füllmaschine.

Description

Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in Packungsbehälter sowie Verfahren hierzu
Füllmaschinen zur Abfüllung von Produkten, insbesondere flüssiger Lebensmittel, in aus Kartonverbundmaterial
bestehende Packungsbehälter sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Aufbau bekannter Füllmaschinen wird
beispielsweise auf die EP 0 936 992 Bl und die DE 41 42 167 C2 hingewiesen. Die üblicherweise quaderförmigen Packungsbehälter werden aufgrund der besseren Transportfähigkeit aus mit Knickkanten versehenen und zu Packungsmänteln zusammengeschweißten
Packungszuschnitten erst in der Füllmaschine hergestellt. Jeder flach gefaltete Packungsmantel weist vier durch
parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten
voneinander getrennte Packungswände auf. An den äußeren
Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels ist jeweils ein spitzer Innenwinkel zwischen den Packungswänden
eingeschlossen. Die inneren Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels sind zwischen den äußeren Knickkanten
angeordnet. An den inneren Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels ist jeweils ein stumpfer Innenwinkel zwischen den Packungswänden eingeschlossen. Sofern die Packungswände übereinstimmende Abmessungen aufweisen teilen die inneren Knickkanten die Strecke zwischen den äußeren Knickkanten auf der Mitte.
Der mindestens einen Förderlinie der Füllmaschine werden die flach gefalteten Packungsmäntel aus einem Magazin zugeführt. In dem Magazin sind die Packungsmäntel als Stapel,
üblicherweise aufrecht stehend, hintereinander angeordnet. An einer in Richtung der Förderlinie weisenden Entnahmeseite des Magazins liegen zwei der vier Packungswände des jeweils vorderen Packungsmantels frei. Der Stapel wird an seiner Rückseite in Richtung der Entnahmeseite mit einer Kraft, beispielsweise der einer Feder oder eines Linearantriebs, beaufschlagt, um die Packungsmäntel des Stapels zur
Entnahmeseite hin zu verschieben.
Eine Entnahme- und Auffaltvorrichtung umfasst einen Greifer zum Erfassen einer der beiden an der Entnahmeseite des
Magazins freigegebenen Packungswände, eine Führung für die andere der beiden freigegebenen Packungswände sowie in
Bewegungsrichtung hinter der Führung angeordnete
Halteelemente zur Aufnahme der äußeren Knickkanten des aufgefalteten Packungsmantels.
Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung faltet den zunächst flach gefalteten Packungsmantel zu einem im Querschnitt ein Rechteck bildenden Packungsmantel auf. Der aufgefaltete
Packungsmantel wird von einer Transporteinrichtung
übernommen. Entlang der Förderlinie der Füllmaschine werden die aus den Packungsmänteln hergestellten Packungsbehälter befüllt und anschließend verschlossen. Die Herstellung des Packungsbodens erfolgt üblicherweise
unmittelbar vor dem Befüllen. Anschließend wird üblicherweise der Packungskopf hergestellt.
Als Transporteinrichtung kommen insbesondere Transporträder oder umlaufende Förderbänder mit taschenförmigen Aufnahmen für die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter zum Einsatz. Die sich schrittweise drehenden Transporträder weisen mehrere sich radial nach außen erstreckende, parallele Aufnahmen auf. Die Aufnahmen sind üblicherweise als Dorne ausgebildet, auf die die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter aufgeschoben werden; man spricht dann auch von einem Dornrad. In einer anderen Ausgestaltung eines derartigen Transportrades umfasst jede Aufnahme mehrere Arme bzw. Profile, die an der Außenseite, insbesondere unmittelbar neben den Knickkanten des aufgefalteten Packungsmantels bzw. des Packungsbehälters zur Anlage gelangen. In diesem Fall bilden die Aufnahmen Zellen aus, in die die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter einschiebbar sind; man spricht dann auch von einem Zellenrad. Nachfolgend wird eine zum Stand der Technik gehörige
Füllmaschine mit Entnahme- und Auffaltvorrichtung der Firma SIG Combibloc GmbH in D-52441 Linnich an Hand der Figuren 1 a) - 1 d) näher erläutert: Die flach gefalteten Packungsmäntel (1) sind aufrecht stehend in dem Magazin (2) der Füllmaschine bevorratet. Jeder flach gefaltete Packungsmantel (1) weist vier durch parallel verlaufende äußere Knickkanten (3a, 3b) und innere
Knickkanten (4a, 4b) voneinander getrennte Packungswände (5a, 5b, 6a, 6b) auf.
Eine Entnahmeseite (7) des Magazins (2) gibt die beiden nach vorne zeigenden Packungswände (5a, 5b) des jeweils vorderen Packungsmantels (1) frei. Damit die Packungsmäntel (1) an der Entnahmeseite (7) nicht aus dem Magazin herausfallen, sind an der Entnahmeseite (7) Rückhalteelemente (8a, 8b) angeordnet, die sich entlang der äußeren Knickkanten (3a, 3b) des
vorderen Packungsmantels (1) erstrecken. Der jeweils vordere Packungsmantel (1) wird nicht in der vollen Breite der beiden Packungswände (5a, 5b) entnommen. Vielmehr wird der
Packungsmantel (1) lediglich an einer der beiden
freigegebenen Packungswände (5a) des Packungsmantels (1) an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) erfasst (vgl. Figur 1 a) ) . Zum Erfassen der Packungswand (5a) dient ein Sauggreifer (9), der an einem um eine Achse (10) schwenkbar angeordneten Schwenkarm (11) befestigt ist. Durch eine um die senkrechte Achse (10) ausgeführte Schwenkbewegung des Sauggreifers (9) löst sich zunächst die äußere Knickkante (3a) von dem
Rückhalteelement (8a), wobei sich bei der weiteren
Schwenkbewegung des Sauggreifers (9) um die gegenüberliegende äußere Knickkante (3b) , die noch von dem Rückhalteelement „
(8b) gehalten wird, ein flaches Parallelogramm, wie dies insbesondere aus Figur la) erkennbar ist, bildet. Im Laufe der weiteren Schwenkbewegung kommt zunächst die äußere
Knickkante (3b) von dem Rückhalteelement (8b) frei.
Anschließend wird der Packungsmantel (1) mit der anderen der beiden freigegebenen Packungswände (5b) gleitend entlang einer gekrümmten Führungsfläche (12) eines Führungselementes
(13) geführt. Die Führungsfläche (12) bewirkt bei der
Bewegung des Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (14) eine Vergrößerung der spitzen Innenwinkel (15a, 15b), wobei der Innenwinkel (15a) zwischen den Packungswänden (5b, 6b) und der Innenwinkel (15b) zwischen den Packungswänden (5a, 6a) eingeschlossen sind. In Richtung des Bewegungswegs
(14) befindet sich am Ende der gekrümmten Führungsfläche (12) ein Halteelement (16), das in Form einer nutförmigen
Vertiefung in das Führungselement (13) eingebracht ist. Das Halteelement (16) dient der Aufnahme der äußeren Knickkante (3b) des aufgefalteten Packungsmantels (1). Ebenfalls in Richtung des Bewegungswegs (14) hinter der Führungsfläche (12) befindet sich ein weiteres, ortsfestes Halteelement (17) in Form einer Halteleiste (17) zur Aufnahme der diametral gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3a) . Der Abstand und die Ausrichtung der Halteelemente (16, 17) erfolgt derart, dass der von den Halteelementen (16, 17) aufgenommene
Packungsmantel im Querschnitt ein Rechteck bildet. Diese
Ausrichtung ist zur einwandfreien Übergabe des aufgefalteten Packungsmantels auf die der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung, wie insbesondere die eingangs erwähnten Transporträder, erforderlich. Am Ende der gekrümmten Führungsfläche (12) beträgt der zunächst spitze Innenwinkel (15a, 15b) des Packungsmantels kurzzeitig
geringfügig mehr als 90°, wie dies aus Figur 3 c) erkennbar ist, um ein einwandfreies Einschnappen der Knickkante (3b) in das Haltelement (16) zu gewährleisten. Die Knickkanten (3a, 3b, 4a, 4b) , insbesondere die inneren Knickkanten (4a, 4b) des Packungsmantels (1) verursachen Rückstellmomente, die dem Auffalten des Packungsmantels (1) entgegenwirken. Mit dem Auffalten des zunächst flach
gefalteten Packungsmantels (1) zu einem im Querschnitt rechteckigen Packungsmantel nehmen die Rückstellmomente zu. Wie insbesondere aus Figur 2 b) ersichtlich, verläuft die Berührungslinie zwischen der gleitend geführten Packungswand (5b) und der Führungsfläche (12) etwa in der Mitte der
Packungswand parallel zu den die Packungswand (5b)
begrenzenden Knickkanten (3b, 4a) . Aufgrund der mit dem
Auffalten entlang des Bewegungswegs (14) zunehmenden
Rückstellmomente ergeben sich auch steigende Andruckkräfte zwischen der Packungswand (5b) und der Führungsfläche (12) . Die hohe, entlang des Bewegungswegs zunehmende Andruckkraft erfordert eine hohe Saugkraft des Sauggreifers (9), um den Packungsmantel (1) während der Entnahme und der
Auffaltbewegung sicher zu halten. Da für Füllmaschinen eine große Durchsatzleistung beim Befüllen der Packungsbehälter gefordert wird, müssen die Entnahme und das Auffalten der Packungsmäntel mit entsprechend hoher Geschwindigkeit
erfolgen. Dies führt dazu, dass die Packungsmäntel (1) mit hoher Geschwindigkeit entlang der Führungsfläche (12) in die Halteelemente (16, 17) gezogen werden, was wegen des
unvermeidlichen Einschnappens des Packungsmantels in das
Halteelement (16) zu einer hohen Geräuschentwicklung führt. Schließlich kommt es sowohl beim Einschnappen des
Packungsmantels in das Halteelement (16) als auch während der Auffaltbewegung entlang der Führungsfläche (12) zu relativ hohen Querkräften zwischen den Saugern des Sauggreifers (9) und der Packungswand (5a) . Werden dabei die Haltekräfte des Sauggreifers überschritten, kann es zu einem unbeabsichtigten Ablösen des erfassten Packungsmantels und damit zu einer Betriebsstörung der gesamten Füllmaschine kommen. Außerdem können die hohen Andruckkräfte zwischen der geführten Packungswand und der Führung Schleifspuren an der Packungswand verursachen.
Die EP 0 766 621 Bl offenbart eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Packungsmantels aus einem Magazin und zum Auffalten des Packungsmantels zu einem rechteckigen Querschnitt, wobei ein um eine Drehachse schwenkbar angeordneter Greifer eine der beiden freigegebenen Packungswände des flachgefalteten
Packungsmantels an der Entnahmeseite des Magazins erfasst. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine um eine Achse schwenkbar angeordnete Führung in Form einer Klappe auf, die mittels eines Antriebs von einer ersten Position in eine zweite Position schwenkbar ist. Des Weiteren weist die
Vorrichtung ein ortsfestes Halteelement zur Aufnahme einer der beiden äußeren Knickkanten des noch nicht vollständig aufgefalteten Packungsmantels auf. Die gegenüberliegende Knickkante wird jedoch nicht von einem Halteelement erfasst. Vielmehr liegt die nicht von dem Greifer erfasste
Packungswand an der schwenkbaren Klappe bündig an.
Durch Verschwenken der Klappe im Uhrzeigersinn um die Achse wird der Packungsmantel vollständig aufgerichtet, so dass der Querschnitt des Packungsmantels rechteckig ist. Dabei gleitet die an der schwenkbaren Klappe anliegende Packungswand an der Klappe entlang, bis in der Endstellung der schwenkbaren
Klappe eine endseitig an der Klappe angeordnete Nase die zweite äußere Knickkante aufnimmt. Der Sauggreifer kann erst nach vollständigem Aufrichten des Packungsmantels zu einem rechteckigen Querschnitt gelöst werden, da andernfalls die Rückstellkräfte des Packungsmantels ein Herausgleiten aus der Vorrichtung bewirken würden. Ein weiterer Nachteil der
Vorrichtung besteht darin, dass in der Phase mit den höchsten Rückstellkräften, nämlich beim vollständigen Aufrichten des Packungsmantels, der Packungsmantel bündig an der Klappe anliegt und zu dieser eine Relativbewegung ausführt, wodurch ein höherer Verschleiß und eine Beschädigung der Packungswand resultieren können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Füllmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die zum Entnehmen und Auffalten der Packungsmäntel geringere Haltekräfte benötigt, bei der Betriebsstörungen und Schleifspuren an der geführten
Packungswand vermieden werden und die Geräuschentwicklung reduziert wird. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein entsprechendes Verfahren zum Entnehmen und Auffalten von Packungsmänteln aus einem Magazin einer
derartigen Füllmaschine vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird bei einer Füllmaschine nach dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Führung derart eingerichtet ist, dass sie eine
Vergrößerung der Innenwinkel auf einen Betrag von weniger als 90° bewirkt,
mindestens eines der beiden Halteelemente zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung hin- und her beweglich angeordnet ist und
- die Haltelemente derart angeordnet sind, dass sie im
Anschluss an die Vergrößerung der Innenwinkel durch die Führung die äußeren Knickkanten des noch nicht
vollständig aufgefalteten, im Querschnitt ein
Parallelogramm bildenden Packungsmantels aufnehmen und durch anschließendes Bewegen mindestens eines der beiden
Haltelemente zwischen der Ausgangs- und der Endstellung den Packungsmantel vollständig auffalten, so dass der Querschnitt des Packungsmantels rechteckig ist. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Da mit Zunahme des spitzen Innenwinkels die Rückstellkräfte des Packungsmantels ansteigen, lassen sich durch Begrenzung des Betrags des Innenwinkels die Haltekräfte des Greifers wirksam reduzieren. Die Führung ist derart eingerichtet, dass sie eine Vergrößerung der Innenwinkel auf einen Betrag von weniger als 90° bewirkt. Die maximale Vergrößerung des
Innenwinkels kann beispielsweise durch den Winkel zwischen einer Führungsfläche der Führung und dem Bewegungsweg des Greifers sowie die Länge der Führungsfläche festgelegt werden .
Der Übergang des Packungsmantels von der Führung in die
Halteelemente erfolgt bei gleichen Packungsmänteln mit einer gegenüber dem Stand der Technik reduzierten Rückstellkraft, wodurch die Geräusche beim Einschnappen in die Halteelemente ebenfalls reduziert werden. Die Haltelemente sind derart angeordnet, dass sie im Anschluss an die Vergrößerung der Innenwinkel durch die Führung die äußeren Knickkanten des noch nicht vollständig aufgefalteten, im Querschnitt ein Parallelogramm bildenden Packungsmantels aufnehmen. Die Halteelemente können zu diesem Zweck in Richtung des
Bewegungswegs des Greifers hinter der Führung oder einer Führungsfläche der Führung angeordnet sein.
Die Halteelemente zur Aufnahme der äußeren Knickkanten sind vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Greifers beim Entnehmen hinter der Führung angeordnet. Eines der Führungselemente kann auch als Bestandteil der Führung am Ende einer
Führungsfläche ausgeführt sein. Die Halteelemente sind jedoch nicht an dem Greifer bzw. der nachgeordneten
Transporteinrichtung angeordnet, da dies den Arbeitszyklus des Entnehmens und Aufrichtens verlängern würde.
Mit Hilfe des mindestens einem zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung hin und her beweglichen Haltelementes wird anschließend der Innenwinkel auf 90° vergrößert, so dass der Packungsmantel in der Endstellung des Halteelementes bzw. der Halteelemente den gewünschten rechteckigen Querschnitt einnimmt und vollständig aufgefaltet ist.
Die Führung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zumindest in einem Endbereich der Führung, in dem die
Rückstellkräfte bereits stark angestiegen sind,
ausschließlich die äußere Knickkante anstelle der
Packungswand des Packungsmantels geführt wird. Die Führung und die Packungswand berühren sich daher zumindest in dem Endbereich der Führung nicht, so dass Schleifspuren an der Packungswand durch hohe Andruckkräfte in der Schlussphase der Bewegung entlang der Führung sicher verhindert werden. Die aus den Rückstellmomenten resultierenden Kräfte werden ausschließlich über die geführte Knickkante abgetragen und infolge dessen die Haltekräfte des Greifers weiter reduziert.
Konstruktiv vorteilhaft ist das Haltelement zur Aufnahme der geführten äußeren Knickkante zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung hin- und her beweglich und das Haltelement zur Aufnahme der diametral gegenüberliegenden äußeren
Knickkante ortfest angeordnet.
Bevor der Packungsmantel den gewünschten rechteckigen
Querschnitt bildet, gelangt die vorlaufende Knickkante des Packungsmantels in das ortsfeste Halteelement, insbesondere eine ortsfeste Halteleiste. Gleichzeitig gelangt die
nachlaufende Knickkante des noch ein nicht rechteckiges
Parallelogramm bildenden Packungsmantels in den
Wirkungsbereich des zwischen einer Ausgangs- und einer
Endstellung hin und her beweglichen Halteelementes. Dieses bewegliche Halteelement wird nun von der Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt, bis der gewünschte rechteckige
Querschnitt des Packungsmantels erreicht ist.
Der erforderliche Bewegungsweg zwischen der Ausgangs- und der Endstellung des Halteelementes bzw. der Halteelemente hängt davon ab, wie weit der Packungsmantel am Ende der Führung bereits aufgefaltet wurde, d.h. um welchen Winkelbetrag die spitzen Innenwinkel an den äußeren Knickkanten des
Packungsmantels am Ende der Führung kleiner als 90 Grad sind.
Ein nahezu vollständiges Auffalten des Packungsmantels bevor die Halteelemente zur Wirkung gelangen, bedingt einen kurzen Bewegungsweg zwischen der Ausgangs- und der Endstellung des Halteelementes bzw. der Halteelemente. Ein weniger
vollständiges Auffalten des Packungsmantels bevor die
Halteelemente zur Wirkung gelangen, bedingt einen längeren Bewegungsweg zwischen der Ausgangs- und der Endstellung des Halteelementes bzw. der Halteelemente. Der längere
Bewegungsweg reduziert die Haltekräfte des Greifers und die Geräuschentstehung, wirkt sich jedoch nachteilig auf die Prozessdauer für das Auffalten des Packungsmantels aus, während der kürzere Bewegungsweg die Haltekräfte des Greifers und die Geräuschentwicklung erhöht, jedoch die Prozessdauer verkürzt . Unter Berücksichtigung des vorstehenden Zusammenhangs bewirkt die Führung insbesondere eine Vergrößerung der spitzen
Innenwinkel auf einen Betrag in einem Bereich von 30° - 80°, vorzugsweise in einem Bereich von 45° - 60°. Nachdem sich das bewegliche Haltelement in der Endstellung befindet bzw. die beiden beweglichen Halteelemente in der Endstellung befinden und der Packungsmantel den gewünschten rechteckigen Querschnitt aufweist, wird dieser vorzugsweise mit einer Hubvorrichtung oder dem Greifer selbst auf eine auf der Förderlinie nachgeordnete Transporteinrichtung übergeben, insbesondere auf den Dorn eines Transportrades aufgeschoben.
Eine weitere Reduktion der Haltekräfte lässt sich dadurch erreichen, dass der Bewegungsweg des Greifers gradlinig ist und rechtwinklig zu der freigegebenen Packungswand des
Packungsmantels an der Entnahmeseite des Magazins verläuft, die der Greifer erfasst. Der derart ausgerichtete
Bewegungsweg des Greifers reduziert dessen Haltekräfte, insbesondere die Saugkraft des vorzugsweise als Sauggreifer ausgestalteten Greifers. Die geradlinige Führung reduziert zudem die Belastungen auf die Packungsmäntel und den
Verschließ der Sauger des Greifers.
Ein kontinuierliches Auffalten des Packungsmantels, bis dieser im Querschnitt ein nicht rechteckiges Parallelogramm bildet, wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Führung eine ebene Führungsfläche zum gleitenden Führen des äußeren Packungskante umfasst und sich der Abstand zwischen der
Führungsfläche und dem Bewegungsweg des Greifers von der Entnahmeseite des Magazins in Richtung der Halteelemente zur Aufnahme der äußeren Knickkanten kontinuierlich verringert.
Eine sichere und Material schonende Aufnahme des
Packungsmantels an den äußeren Knickkanten wird dadurch erreicht, dass jedes Halteelement zwei winklig zueinander angeordnete Flächen aufweist, die in der Endstellung des bzw. der hin und her beweglichen Halteelemente ( s ) flächig an den Packungswänden zur Anlage gelangen. Die entsprechenden
Haltekräfte werden dann nicht nur in die Knickkanten, sondern auch die angrenzenden Abschnitte der Packungswände
eingeleitet.
In konstruktiv vorteilhafter Ausgestaltung ist jedes
bewegliche Halteelement insbesondere als Winkelprofil
ausgeführt. Als Antrieb für die hin und her bewegliche
Halteleiste dient ein Linearsystem umfassend einen Hebel mit Linearführung und Servomotor. In Betracht kommen jedoch auch elektromechanische Linearantriebe .
Sofern die Platzverhältnisse in der Füllmaschine eine
besonders kompakte Bauform erfordern, kann in einer
Ausgestaltung der Erfindung eines der beiden Haltelemente an der Führung angeordnet sein. Das Haltelement ist insbesondere als integraler Bestandteil der Führung ausgeführt; es kann beispielsweise einstückig mit der Führung als Fräs- oder Gussteil ausgeführt sein.
Wenn mindestens eines der beiden Haltelemente aus der
Ausgangstellung in die Endstellung bewegt wird, ist die
Führung des Packungsmantels entlang der Führung beendet. Es ist daher auch möglich, das an der Führung angeordnete Haltelement zusammen mit der Führung zwischen einer Ausgangsund einer Endstellung hin und her beweglich auszuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 2 eine schematische perspektivische Teilansicht einer Füllmaschine im Bereich der Entnahme- und Auffaltvorrichtung, während der Entnahme eines flachgefalteten Packungsmantels aus einem Magazin,
Figur 3 die Teilansicht der Füllmaschine nach Figur 2, während der Übergabe des aufgefalteten
Packungsmantels an ein entlang der Förderlinie nachgeordnetes Transportrad sowie
Figur 3a eine Detailansicht eines Mantelschiebers einer
Füllmaschine nach Figuren 2 und 3,
Figuren 4 a-d eine schematische Ansicht zur
Veranschaulichung des Verfahrens zum Entnehmen und Auffalten von Packungsmänteln aus einem Magazin einer Füllmaschine nach den Figuren 2 und 3 sowie
Figuren 5 a-e eine schematische Ansicht zur
Veranschaulichung des Verfahrens zum Entnehmen und Auffalten von Packungsmänteln aus einem Magazin eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Füllmaschine.
Soweit die in den Figuren 2 - 5 teilweise dargestellte erfindungsgemäßen Füllmaschinen zur Abfüllung flüssiger
Lebensmittel in Packungsbehälter übereinstimmende
Bestandteile umfasst, wie die teilweise in Figur 1 dargestellte Füllmaschine nach dem Stand der Technik, werden übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Außerdem wird ergänzend auf die Erläuterungen zu der in Figur 1
dargestellten Füllmaschine ausdrücklich Bezug genommen.
An einem Rahmen (18) der Füllmaschine ist eingangs der
Förderlinie das Magazin (2) zur Aufnahme der flach gefalteten Packungsmäntel (1) zur Herstellung der Packungsbehälter angeordnet. Das Magazin (2) umfasst Halteprofile (19a, b) , die an den äußeren Knickkanten (3a, b) der Packungsmäntel (1) zur Anlage gelangen. An den Stirnseiten der freien Schenkel der Halteprofile (19a, b) befinden sich die als Vorsprünge ausgebildeten Rückhalteelemente (8a, b) . Die
Rückhalteelemente (8a, b) hindern den von dem Magazin (2) aufgenommenen, aufrecht stehenden Stapel aus Packungsmänteln (1) daran, an der Entnahmeseite (7) aus dem Magazin (2) herauszufallen.
Die Entnahmeseite (7) des Magazins (2) gibt die beiden vorderen Packungswände (5a, b) der insgesamt vier
Packungswände (5a, b, 6a, b) des jeweils vorderen
Packungsmantels (1) frei. Die auf der Förderlinie der
Füllmaschine dem Magazin (2) nachgeordnete Entnahme- und Auffaltvorrichtung umfasst einen Sauggreifer (9) mit drei pneumatischen Saugern zum Erfassen der an der Entnahmeseite (7) freigegebenen Packungswand (5a) . Der Sauggreifer (9) ist an einem Aktor (20) befestigt, der entlang eines geradlinigen Bewegungsweges (21) senkrecht zu der freigegebenen
Packungswand (5a) des Packungsmantels (1) verschieblich angeordnet ist. Die Verschiebebewegung wird mit einem
Linearsystem bewirkt.
Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung weist darüber hinaus eine ebene Führungsfläche (23) als Führung für die äußere Knickkante (3b) der anderen der beiden freigegebenen
Packungswände (5b) des Packungsmantels auf. Die ebene Führungsfläche (23) dient der gleitenden Führung der äußeren Knickkante (3b) .
In Richtung des Bewegungswegs (21) hinter der ebenen
Führungsfläche (23) befindet sich ein ortsfestes Halteelement (17) zur Aufnahme der äußeren Knickkante (3a) . Das
Halteelement (24) zur Aufnahme der diametral
gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3b) ist zwischen einer in den Figuren 4 a) - c) dargestellten Ausgangsstellung und einer in Figur 4 d) dargestellten Endstellung mittels eines Linearantriebs hin und her beweglich. Sowohl das ortsfeste Halteelement (17), als auch das bewegliche Halteelement (24) sind als Winkelprofil ausgestaltet. Die beiden winklig zueinander angeordneten Flächen des Winkelprofils gelangen in der in Figur 4 d) dargestellten Endstellung an den
Packungswänden (5a, 6a bzw. 5b, 6b) zur Anlage.
Wie insbesondere aus den Figuren 4 a) - d) erkennbar
verringert sich der Abstand der ebenen Führungsfläche (23) und dem Bewegungsweg (21) des Sauggreifers (9) von der
Entnahmeseite (7) des Magazins (2) in Richtung der
Halteelemente (17, 24) kontinuierlich.
Um den von den Haltelementen (17, 24) vollständig
aufgerichteten Packungsmantel (1) an eine der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung (22) der Füllmaschine zu übergeben ist ein Mantelschieber (28) vorgesehen, der mittels eines umlaufenden Bandes (30) vertikal auf und ab bewegbar ist.
Die Transporteinrichtung (22) umfasst ein um eine Achse (25) drehbares Transportrad (26) mit vier sich radial nach außen erstreckenden, parallelen Aufnahmen, die jeweils mehrere Profile (27) aufweisen, die an der inneren Knickkante (4a) sowie den Packungswänden (6a, b) zur Anlage gelangen. Die Profile (27) bilden Zellen aus, in die die aufgefalteten Packungsmäntel (1) mit rechteckigem Querschnitt von dem Aktor (20) einschiebbar sind. Die Drehachse (25) des Transportrades (26) verläuft in einer horizontalen Ebene quer zur
Förderlinie (21) der Füllmaschine. Das Transportrad (26) wird von einem nicht dargestellten Antrieb schrittweise um jeweils 90 Grad um die Drehachse (25) des Transportrades gedreht. Von dem dargestellten Transportrad (26) werden die aufgefalteten Packungsmäntel an weitere, in den Figuren nicht dargestellte Transporteinrichtungen übergeben, um an den Packungsmänteln (1) Bearbeitungsschritte zur Herstellung des
Packungsbehälters durchzuführen.
Das Magazin (2) der teilweise dargestellten Füllmaschine nach Figur 5 stimmt mit dem Magazin (2) der Füllmaschine nach den Figuren 2 bis 4 überein, so dass auf die dortigen
Erläuterungen verwiesen wird.
Die Entnahmeseite (7) des Magazins (2) gibt die beiden vorderen Packungswände (5a, b) der insgesamt vier
Packungswände (5a, b, 6a, b) des jeweils vorderen
Packungsmantels (1) frei. Die auf der Förderlinie der
Füllmaschine dem Magazin (2) nachgeordnete Entnahme- und Auffaltvorrichtung umfasst einen Sauggreifer (9) mit drei pneumatischen Saugern zum Erfassen der an der Entnahmeseite (7) freigegebenen Packungswand (5a) . Der Sauggreifer (9) ist an einem Aktor (20) befestigt, der entlang eines geradlinigen Bewegungsweges (21) senkrecht zu der freigegebenen
Packungswand (5a) des Packungsmantels (1) verschieblich angeordnet ist. Die Verschiebebewegung wird mit einem
herkömmlichen Linearantrieb, insbesondere einem pneumatischen Zylinder bewirkt.
Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung weist darüber hinaus eine gekrümmte Führungsfläche (23) als Führung für die andere der beiden freigegebenen Packungswände (5b) des
Packungsmantels (1) auf. Die gekrümmte Führungsfläche (23) dient der gleitenden Führung zunächst der Packungswand (5b) (vgl. Figur 5 b) ) und sodann (vgl. Figur 5 c) ) der äußeren Knickkante (3b) . Der Übergang auf die Knickkantenführung bewirkt , dass zumindest in einem Endabschnitt der
Führungsfläche (23), in dem die durch den Packungsmantel (1) verursachten Rückstellkräfte bereits stark angestiegen sind, ausschließlich die äußere Knickkante (3b) anstelle der
Packungswand (5b) des Packungsmantels (1) geführt wird. Die Führungsfläche (23) und die Packungswand (5b) berühren sich daher zumindest in dem Endabschnitt nicht, so dass
Schleifspuren an der Packungswand (5b) durch hohe
Andruckkräfte in der Schlussphase der Bewegung entlang der Führungsfläche (23) sicher verhindert werden. Zugleich werden die Haltekräfte des Sauggreifers (9) in der kritischen
Schlussphase der Auffaltbewegung durch die Führung weiter reduziert .
In Richtung des Bewegungswegs (21) hinter der gekrümmten Führungsfläche (23) befindet sich auch bei dieser
Ausführungsform der Erfindung ein ortsfestes Halteelement
(17) zur Aufnahme der äußeren Knickkante (3a) (vgl. Figur 5 d) ) . Das ortsfeste Halteelement (17) ist als Winkelprofil ausgestaltet. Das Halteelement (24) zur Aufnahme der
diametral gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3b) ist bei dieser Ausführungsform an der Führung selbst angeordnet. Das Haltelement (24) weist zwei rechtwinklig zueinander
angeordnete Flächen auf, die als integraler Bestandteil des Führungselementes (13) gegenüber der ebenfalls an dem
Führungselement (13) angeordneten, gekrümmten Führungsfläche (23) zurückspringen.
Das Führungselement (13) umfassend die Führungsfläche (23) und das Haltelement (24) ist aus der in den Figuren 5 a) - d) dargestellten Ausgangsstellung und der in Figur 5 e) dargestellten Endstellung mittels eines Linearantriebs hin und her beweglich. Die beiden rechtwinklig zueinander angeordneten Flächen des integrierten Haltelementes (24) gelangen in der in Figur 5 e) dargestellten Endstellung an den Packungswänden (5b, 6b) zur Anlage. Um den von den Haltelementen (17, 24) vollständig
aufgerichteten Packungsmantel (1) an eine der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung (22) der Füllmaschine zu übergeben ist auch bei dieser
Ausführungsform ein Mantelschieber (28) vorgesehen, der mittels eines umlaufenden Bandes (30) vertikal auf und ab bewegbar ist.
Die Transporteinrichtung (22) ist entsprechend der
Darstellung in den Figuren 2 bis 4 aufgebaut, so dass auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Entnehmen und Auffalten der Packungsmäntel (1) aus dem Magazin (2) der Füllmaschine unter Bezugnahme auf die Figuren 2 - 4 näher erläutert:
Zunächst wird das Magazin (2) mit einem Stapel flach
gefalteter Packungsmäntel (1) befüllt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aufrecht stehen. Das Magazin (2) gibt die beiden vorderen Packungswände (5a, b) an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) zum Erfassen durch den Sauggreifer (9) frei. Der Sauggreifer (9) wird von dem Aktor (20) in Richtung der Entnahmeseite (7) in eine vordere Position des
Bewegungswegs (21) bewegt und erfasst die freigegebene vordere Packungswand (5a) mit Hilfe der drei Sauger des Sauggreifers (9), indem in den Saugern ein Unterdruck pneumatisch erzeugt wird. Anschließend wird der Sauggreifer (9) aus der vorderen Stellung des Bewegungswegs (21) in
Richtung seiner hinteren Position mit Hilfe des Aktors (20) entlang des Bewegungswegs (21) bewegt. Dabei kommt zunächst die äußere Knickkante (3a) von dem Rückhalteelement (8a) frei, während die äußere Knickkante (3b) noch von dem Rückhalteelement (8b) an der Entnahmeseite (7) zurückgehalten wird. Dabei öffnet sich der Packungsmantel
parallelogrammartig, wie dies insbesondere auch aus der perspektivischen Darstellung nach Figur 2 sowie Figur 4 a) erkennbar ist. Während der weiteren Bewegung des
Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (21) mit Hilfe des Sauggreifers (9) kommt auch die äußere Knickkante (3b) von dem Rückhalteelement (8 b) frei und gleitet entlang der ebenen Führungsfläche (23) , wodurch eine kontinuierliche Vergrößerung der spitzen Innenwinkel (15a, b) zwischen den Packungswänden (5b, 6b bzw. 5a, 6a) bewirkt wird, bis diese Innenwinkel (15a, b) in dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Ende der Führungsfläche (23) etwa 50 ° betragen (vgl.
Figur 4 c)).
Zu diesem Zeitpunkt gelangt die geführte äußere Knickkante (3b) in den Wirkungsbereich des beweglichen Halteelementes (24), das sich noch in der Ausgangsstellung befindet (vgl. Figur 4 c)). Die diametral gegenüberliegende äußere
Knickkante (3a) wird zu diesem Zeitpunkt in dem ortsfesten Halteelement (17) aufgenommen. Der Querschnitt des von den beiden Halteelementen (24, 17) aufgenommenen Packungsmantels (1) bildet ein nicht rechteckiges Parallelogramm. Nun wird das bewegliche Halteelement (24) aus der
Ausgangsstellung (Figur 4c) in die in Figur 4 d) dargestellte Endstellung bewegt, wobei der Querschnitt des von den
Halteelementen (17, 24) aufgenommene Packungsmantels (1) ein Rechteck bildet, sobald das bewegliche Halteelement (24) die Endstellung eingenommen hat (vgl. Figur 4d) .
Sobald das bewegliche Halteelement (24) die in Figur 4 d) dargestellte Endstellung eingenommen hat, befinden sich die beiden Halteelemente (17, 24) fluchtend zu einer der durch die Profile (27) gebildeten Aufnahmen des Transportrades
(26). Die Sauger des Sauggreifers (9) werden abgeschaltet. Der aufgerichtete Packungsmantel (1) kann nun mit Hilfe des Mantelschiebers (28), der den Packungsmantel (1) an seiner Unterkante (29) erfasst, auf die Aufnahme geschoben werden. Sobald sich der Packungsmantel (1) in den Profilen (27) der Aufnahme befindet, fährt der Sauggreifer (9) wieder in
Richtung auf die Stapelvorderseite, der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) zu, um den nächsten Packungsmantel (1) zu erfassen. Währenddessen fährt der Mantelschieber (28) am Band (30) nach unten, um den nächsten aufgerichteten
Packungsmantel (1) an seiner Unterkante (29) zu erfassen und auf die Aufnahme aufzuschieben.
Bezugszeichenliste
Nr. Bezeichnung
1 Packungsmantel
2 Magazin
3 a, b äußere Knickkanten
4 a, b innere Knickkanten
5 a, b Packungswände
6 a, b Packungswände
7 Entnahmeseite
8 Rückhaltelernente
9 Sauggreifer
10 Achse
11 Schwenkarm
12 Führungsfläche
13 Führungselemente
14 Bewegungsweg
15 a, b Innenwinkel
16 Halteelement
17 Halteelement
18 Rahmen
19 a, b Halteprofile
20 Aktor
21 Bewegungsweg
22 Transporteinrichtung
23 ebene Führungsfläche
24 Halteelement (beweglich)
25 Dreh-Achse Transportrad
26 Transportrad
27 Profile
28 MantelSchieber
29 Unterkante
30 Band

Claims

Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in
Packungsbehälter umfassend ein Magazin zur Aufnahme von flach gefalteten
Packungsmänteln (1) zur Herstellung der
Packungsbehälter, wobei jeder flach gefaltete
Packungsmantel (1) vier durch parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten (3a, b, 4a, b)
voneinander getrennte Packungswände (5a, b, 6a, b) aufweist und an den äußeren Knickkanten (3a, b) jeweils ein spitzer Innenwinkel (15a, b) zwischen den Packungswänden (5a, 6a bzw. 5b, 6b) eingeschlossen ist,
eine Entnahmeseite (7) des Magazins (2), die zwei der vier Packungswände (5a, b, 6a, b) des jeweils vorderen Packungsmantels (1) in dem Magazin (2) freigibt,
einen Greifer (9) zum Erfassen einer (5a) der beiden freigegebenen Packungswände (5a, b) des
Packungsmantels (1) an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) und zum Bewegen des Packungsmantels (1) entlang eines Bewegungswegs (21),
eine Führung (23) , die mit der Bewegung des
Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (21) eine Vergrößerung der Innenwinkel (15a, b) bewirkt, die an den äußeren Knickkanten (3a, b) zwischen den Packungswänden (5a, 6a bzw. 5b, 6b) eingeschlossen sind,
Haltelemente (17, 24) zur Aufnahme der äußeren
Knickkanten (3a, b) des Packungsmantels (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (23) derart eingerichtet ist, dass sie eine Vergrößerung der Innenwinkel (15a, b) auf einen Betrag von weniger als 90° bewirkt,
mindestens eines der beiden Halteelemente (24) zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung hin- und her beweglich angeordnet ist und
die Haltelemente (17, 24) derart angeordnet sind, dass sie im Anschluss an die Vergrößerung der
Innenwinkel (15a, b) durch die Führung (23) die äußeren Knickkanten (3a, 3b) des noch nicht
vollständig aufgefalteten, im Querschnitt ein
Parallelogramm bildenden Packungsmantels (1)
aufnehmen und durch anschließendes Bewegen mindestens eines der beiden Haltelemente (24) zwischen der
Ausgangs- und der Endstellung den Packungsmantel (1) vollständig auffalten, so dass der Querschnitt des Packungsmantels (1) rechteckig ist.
Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Haltelemente (24) zur Aufnahme der geführten äußeren Knickkante (3b) zwischen einer
Ausgangs- und einer Endstellung hin und her beweglich und das andere Haltelement (17) zur Aufnahme der diametral gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3a) ortfest angeordnet ist.
Füllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Ausgangsstellung jedes hin- und her beweglichen Halteelementes (24) der Querschnitt des von den Haltelementen (17, 24) aufgenommenen
Packungsmantels (1) ein nicht rechteckiges Parallelogramm bildet .
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsweg (21) des Greifers (9) geradlinig ist. Füllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsweg (21) des Greifers (9) rechtwinklig zu der freigegebenen, von dem Greifer erfassten
Packungswand (5a) an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) verläuft.
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (9) als Sauggreifer ausgestaltet ist.
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung eine Führungsfläche (23) zum zumindest teilweise gleitenden Führen der äußeren Knickkante (3b) umfasst.
Füllmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (23) eben ist und sich der
Abstand zwischen der ebenen Führungsfläche (23) und dem Bewegungsweg (21) des Greifers (9) von der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) in Richtung der Halteelemente (17, 24) zur Aufnahme der äußeren Knickkanten (3a, b)
kontinuierlich verringert.
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Haltelement (17, 24) zwei winklig zueinander angeordnete Flächen aufweist, die in der Endstellung jedes hin- und her beweglichen
Halteelementes (24) an den Packungswänden (5a, 6a bzw. 6a, 6b) zur Anlage gelangen.
Füllmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Haltelement (17, 24) ein Winkelprofil
aufweist .
11. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Haltelemente (24) an der Führung (23) angeordnet ist. 12. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Führung angeordnete Haltelement (24) zusammen mit der Führung (23) zwischen der Ausgangs- und der Endstellung hin und her beweglich angeordnet ist. 13. Verfahren zum Entnehmen und Auffalten von Packungsmänteln (1) aus einem Magazin (2) einer Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in Packungsbehälter umfassend die
Verfahrensschritte - Einbringen von flach gefalteten Packungsmänteln (1) in das Magazin (2), wobei jeder flach gefaltete
Packungsmantel (1) vier durch parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten (3a, b, 4a, b) voneinander getrennte Packungswände (5a, 6a bzw. 5b, 6b) aufweist und an den äußeren Knickkanten (3a, b) jeweils ein spitzer Innenwinkel (15a, b) zwischen den Packungswänden (5a, 6a bzw. 5b, 6b) eingeschlossen ist,
Freigeben von zwei (5a, b) der vier Packungswände (5a, b, 6a, b) des jeweils vorderen Packungsmantels
(1) an einer Entnahmeseite (7) des Magazins (2), Erfassen einer (5a) der beiden freigegebenen Packungswände (5a, b) des Packungsmantels an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) und Bewegen des Packungsmantels (1) entlang eines Bewegungswegs (21) mit Hilfe eines Greifers (9),
Führen des Packungsmantels (1) entlang einer Führung (23), die durch das Bewegen des Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (21) eine Vergrößerung der Innenwinkel (15a, b) bewirkt, die zwischen den Packungswänden (5a, 6a bzw. 5b, 6b) an den äußeren Knickkanten (3a, b) eingeschlossen sind,
Aufnehmen der äußeren Knickkanten (3a, b) des derart aufgefalteten, im Querschnitt ein Parallelogramm bildenden Packungsmantels (1) mit Hilfe von
Haltelementen (17, 24), dadurch gekennzeichnet, dass durch das Bewegen des Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (21) eine Vergrößerung der spitzen Innenwinkel (15a, b) auf weniger als 90° bewirkt wird,
anschließend zumindest eine der beiden äußeren Knickkanten (3a, 3b) in einer Ausgangsstellung eines hin- und her beweglichen Halteelementes (24) aufgenommen wird, wobei der Querschnitt des von den Haltelementen (17, 24) aufgenommenen Packungsmantels (1) in der Ausgangsstellung des Haltelementes bzw. der Haltelemente ein nicht rechteckiges
Parallelogramm bildet und
sodann jedes hin- und her bewegliche Halteelement (24) aus der Ausgangsstellung in eine Endstellung bewegt wird, wobei der Querschnitt des von den Haltelementen (17, 24) aufgenommenen Packungsmantels (1) in der Endstellung ein Rechteck bildet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Packungsmantel (1) entlang eines geradlinigen
Bewegungswegs (21) mit Hilfe des Greifers (9) bewegt wird .
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (9) rechtwinklig zu der an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) freigegebenen und von dem Greifer (9) erfassten Packungswand (5a) des Packungsmantels (1) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, die äußere Knickkante (3b) des
Packungsmantels (1) entlang einer ebenen Führungsfläche (23) gleitend geführt wird.
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