EP3615323A2 - Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von faltschachtelzuschnitten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von faltschachtelzuschnitten

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EP3615323A2
EP3615323A2 EP18734535.0A EP18734535A EP3615323A2 EP 3615323 A2 EP3615323 A2 EP 3615323A2 EP 18734535 A EP18734535 A EP 18734535A EP 3615323 A2 EP3615323 A2 EP 3615323A2
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EP
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transport
carton
cartons
drive
aligning
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EP18734535.0A
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Uwe Kietzmann
Armin Haag
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Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
Original Assignee
Wilhelm Bahmueller Maschinenbau Praezisionswerkzeuge GmbH
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Publication date
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    • B65H2701/1764—Cut-out, single-layer, e.g. flat blanks for boxes

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for aligning folding box blanks which
  • cartons hereinafter also referred to as cartons.
  • Processing station precisely and accurately processed can be. For example, the folding of a
  • EP 2 072 241 B1 An example of transporting cartons to a processing station is known from EP 2 072 241 B1. There, several boxes from a manhole module with the help of cam belts in a glue and joining module
  • Alignment is therefore crucial for the quality of the boxes.
  • Cam belts are transport belts that have cams at regular intervals. These cams are with the belt rotating stops n and align the boxes exactly in the desired manner. This principle has been proven in practice for many years. However, there is a trend to see that smaller and smaller boxes have to be transported and processed.
  • Transport equipment is not optimal, especially for small boxes, because between two consecutive on the
  • Cam belt arranged cam whose distance is relatively large, only one carton can be transported. It is not possible to increase the transport performance by increasing the speed of the cam belt as desired, because the cams of the belt otherwise with a too large
  • the invention has for its object to provide an apparatus and a method that allows even small and / or irregularly shaped boxes to align and transport. It should be the
  • Another object of the claimed invention is that two or more cartons not only be aligned, but are positioned relative to each other, so that they can be glued or joined positionally accurate, for example, in a glue and joining module.
  • a device for aligning boxes comprising first transport means and second transport means, wherein the first
  • Transport means and the second transport means are arranged in a direction transversely to the transport direction of the cartons spaced from each other, achieved in that a drive of the first transport means and a drive of the second transport means each have a separate
  • the two transport means are driven at different speeds for a certain time or a certain transport. If, for example, the left side in the transport direction "hangs" the carton somewhat, the transport means arranged on the right side become somewhat slower than the transport means arranged on the left side
  • Transport speed of the two means of transport or both means of transport is control technology easy to control. It only leads to minimal forces acting on the cardboard, so that the process of alignment can be carried out at a very high transport speed. Because of the performance of the invention
  • Utilization of the device is very high and in this way the output or the throughput of the device according to the invention is further increased.
  • the device according to the invention is relatively simple in construction because it only requires means of transport, sensors, separately controllable drives of the means of transport and a control system. This makes it inexpensive and robust.
  • the transport means may comprise a drive wheel or a drive belt. To ensure that the too
  • a counter-wheel and / or a counter-belt is provided.
  • This counter-wheel or this Counter belt ensures that a predetermined contact force between the carton and the drive wheel or drive belt is guaranteed and no slippage between the carton and drive wheel or drive belt occurs.
  • the mating wheels or the counter-belts are each arranged on a rocker. It is also possible that the counter-wheels and / or the counter-belts also have a speed-controlled drive. Then the speeds of the drives for a
  • At least two sensors are provided.
  • the sensors are preferably arranged at a distance from each other transversely to a transport direction of the device, so that through the
  • Time offset with a leading edge or other well detectable geometric feature of a carton is detected by the two sensors, the inclination of the carton can be determined.
  • the device according to the invention can also be used to not only align a plurality of cartons, but to bring them together, so that they can be glued together or connected in another way, for example in a glue or joining device.
  • each of these devices aligns a carton and positions it in the desired manner relative to the other carton when viewed in the direction of transport. For example, if a first carton is located a little too far in the direction of transport from the second carton to which it is to be joined, the first carton in the first device will not only be aligned but something will be aligned
  • both boxes are fed, for example, a joining or glue module and connected there.
  • Devices may also be positioned and merged two or more cartons relative to each other.
  • a feed device is arranged in the transport direction in front of the device according to the invention and in the transport direction behind the device according to the invention for aligning a transport device is provided.
  • the feed device and the transport device are designed substantially identical. They are constructed symmetrically with respect to the device for alignment. Both the feeder and the transport device have two mutually parallel conveyor belts. Above or spaced from the
  • Conveyor belts are pressure belts and arranged. In a gap of the conveyor belts and the
  • Figure 1 is a schematic side view and plan view of an embodiment of an inventive
  • FIG. 2 shows different settings of the device according to the invention in a side view
  • FIG. 3 shows a top view of a device according to the invention
  • Figure 4 is another view from above of the
  • Figure 5 is a view from above with drawn
  • Figure 6 is an isometric view of another
  • FIG. 7 shows a flow diagram of a device according to the invention
  • Figure 8 is a plan view of a first and two second
  • FIG. 9 shows a plan view of the cartons according to FIG. 1
  • FIG. 10 shows a combination of two according to the invention
  • the purpose of the drive 39 (see the plan view in Figure 1) of the drive wheel 1 is provided with a speed control, so that the peripheral speed of the drive wheel 1 and thus the transport speed of the carton 13 can be controlled.
  • the drive 39 is usually a
  • variable speed electric motor In FIG. 1, a feeding device 5 is arranged to the left of the actual device 2 for alignment. On the right of the device 2 is a transport device 7 for
  • Feeder 5 and the conveyor 7 are conceptually similar to each other. They are constructed as it were mirror images of the device 2 for aligning the cartons.
  • the feed device 5 comprises a conveyor belt 9, which is guided, inter alia, via a deflection roller 11.
  • This guide roller 11 is located in the immediate vicinity of the drive wheel 1, so that a cardboard 13 with the help of
  • Conveyor belts 9 can be transported in the sphere of action of the drive wheel 1.
  • a pressing belt 15 is disposed above the conveyor belt 9.
  • the conveyor belt 9 and the pressure belt 15 form a gap through which the cardboard 13 is transported.
  • the pressure belt 15 ensures a sufficient normal force between the carton 13 and conveyor belt 15, so that the carton 13 is transported by the conveyor belt 9 without slippage.
  • the cardboard 13 is in the direction of arrow 17
  • the pressure belt 15 is guided over a combination of two pulleys 19 and 21. These pulleys 19 and 21 are in turn mounted on a carriage 23.
  • Carriage 23 can be moved in the transport direction.
  • a linear drive 25 for linear motor 25 for linear motor 25
  • Driving wheel 1 can be adjusted. Through the illustrated
  • Transport device 7 is constructed very similar to the feeder 5. It also includes a guide roller 27, a conveyor belt 29, a pressure belt 31, and Pulleys 33 and 35, which on a carriage 37th
  • the transport device 7 is, as already mentioned, constructed symmetrically to the feeder 5. Depending on the shape of the boxes 13 is often even the distance A between the invention
  • the transport device 7 comprises two conveyor belts 29, two guide rollers 27, two slides 37 with guide rollers 33 and 35 and two pressure belts 31. The distance between the mutually parallel
  • Conveyor belts 9, pressing belts 15 and the carriage 23, the drive wheels 1, the counter wheels 3 of the device 2 according to the invention for aligning and the conveyor belts 29, the carriage 37 with pulleys 33 and 35 and the two pressure belts 31 is selected so that the cardboard safely they can be transported and aligned. This means that the distance is smaller than the width of the carton 13.
  • the device 2, but also the feed device 5 and the transport device 7, are in this case
  • Embodiment symmetrical with respect to a symmetrical axis indicated as a dotted line 41 constructed.
  • the device 2 for aligning and transport device 7 it is possible to transport and align the carton 13 in the transport direction, that is, from left to right through the entire arrangement.
  • the carton 13 reaches the feed device 5 in an ideally aligned manner, and subsequently the transport through the feed device 5, through the device 2 according to the invention and subsequently through the feed device 5
  • Transport device 7 takes place, then the box remains perfectly aligned and the device 2 according to the invention would be without function.
  • Transport direction 17 runs. This ideal state is the exception rather than the rule in business practice. Thus oblique boxes 13, over the
  • These sensors 45 may be light barriers or the like. They serve to detect the leading edge 43 or other suitable geometric feature of the cartons 13.
  • Feeder 5 to the sensors 45 passes (not shown in Figure 1), this means that one of the two sensors 45 at an earlier time the
  • Front edge 43 of the carton detected.
  • the other sensor 45 detects the arrival of the leading edge 43 a little later.
  • the cardboard 13 must not be aligned with the alignment of the conveyor belts 9 of the Feeding device 5 and not yet driven by the conveyor belts 29 of the Transprotein therapies. This would lead to tension of the carton 13 and complicate the alignment at least.
  • the distance A between the guide roller 21 of the feeder 5 and the drive wheel 1 is chosen so that it is slightly smaller than a length L of the carton. For example, if the carton 13 has a length of 500 mm, the distance A is about 480 mm. The same applies to the distance A between the drive wheel 1 and the guide roller 33 of the transport device 7.
  • the carton 13 is slightly twisted and the desired orientation of the leading edge 43 occurs. After alignment, the carton 13 is transferred to the transport device 7. This happens in that for a short time or for a short piece of both the driving wheels 1 and the
  • Conveyor 7 configured so that a very short box 13 can be aligned with the length L.
  • the carton 13 occupies a position in which
  • Feeding device 5 the cardboard 13 just between the guide roller 21 and the conveyor belt 9 clamped so that the cardboard 13 is conveyed at the speed of the conveyor belt 9 in Figure 2 from left to right.
  • Circumferential speed of the drive wheel 1 (approximately) be equal. Now, if the carton 13 is transported a little further (to the right), he leaves the gap between the guide roller 11 and conveyor belt 9 so that he
  • both the pulleys 21 of the feeder 5 and the guide roller 33 of the Transporting device 7 is arranged at a further distance to the drive wheel 1 and the counter-wheel 3.
  • the distance A is set by moving the carriage 23 and 37 respectively.
  • FIG. 2c a situation is illustrated in which a length L of the carton 13 is much greater than the maximum distance A. This means that over a relatively long distance the carton 13 is simultaneously removed from the carton 13
  • Feeding device 5 is transported to the drive wheel 1. In this state, an alignment of the carton 13 is not possible or only to a very limited extent. Only when the carton 13 has left the feeder 5 with its trailing edge, the alignment can be done. This must be done before the front edge 43 of the box 13 between the guide roller 33 and the pressure belt 31 and the conveyor belt 29 of the transport device 7 is clamped again and thereby fixed.
  • Front edge or of the carton 13 is available, denoted by "D".
  • Figures 3 and 4 show in a plan view how the device according to the invention is adjusted when non-rectangular boxes 13 are to be aligned. Also not all components and reference numbers are shown here.
  • a cardboard 13 is shown, which has approximately the shape of a "T". This means that it has a length LI in the transport direction 17 on the left side and a length L2 on its right side, where LI> L2. Even such boxes 13 can be easily transported and aligned with the device according to the invention.
  • the deflection rollers 21 and 33 or the pressure belts 15 and 31 are set differently on both sides of the axis of symmetry 41.
  • FIG. 1 An L-shaped cardboard 13 is shown.
  • the associated settings of the pulleys 111, llr, 331 and 33r and the pressing belts 151, 15r, 311 and 31r is shown in FIG. In this
  • the leading edge 43 is a straight line. At the trailing edge is in the in
  • Transport direction right conveyor belt 9r larger than the
  • the pressing belts 311 and 31r are set on both sides of the axis of symmetry 41 to the distance AI, this means that the leading edge 43 right and left of the axis of symmetry 41 simultaneously from the
  • inventive system and devices 5, 2, 7 by simple changes in the position of the carriage 23, 37 on the transport and aligning differently shaped
  • Carriage can be done automatically, so that the
  • FIG 5 an embodiment of a device according to the invention for aligning is shown in various views.
  • a carton 13 is shown in each case.
  • this cardboard 13 does not belong to the device according to the invention.
  • the counter-wheel 3 is rotatably mounted on a rocker 47.
  • the rocker 47 in turn is pivotally mounted with its pivot point 49 on a machine frame, not shown.
  • a bias voltage can be generated. This can be done via a spring device and / or a damper. It is important that the mating wheel 3 presses the cardboard 13 against the driving wheel 1 with a constant force and also does not lose contact with the cardboard 13 for a short time. Therefore, a spring and / or damping device, which is only schematically indicated and designated 51, be advantageous.
  • the device according to the invention is constructed mirror-symmetrically to the axis of symmetry 41 and all important components (drive 39, drive wheel 1,
  • Mating wheel 3 Certainly are each present once to the right and left of the axis of symmetry 41.
  • This offset AS is a measure of length and is given in millimeters.
  • the aim of the device 2 for aligning and the associated method is that the cardboard 13 is aligned by the drive wheels 11 and lr so that the leading edge 43 after passing through the device 2 according to the invention and when entering the transport device 7 exactly orthogonal to
  • Transport direction 17 runs.
  • FIG. 6b diagrammatically shows the response of the sensors 451 and 45r.
  • the sensor 45r detects - starting from the position of the shown in the figure 6a) Cartons 13 - earlier than the sensor 451, the arrival of the leading edge 43 of the carton 13th
  • the detection of the leading edge 43 is characterized in that the output signal of the
  • Conveyor belts 91 and 9rund the time offset At the offset AS of the leading edge 43 can be calculated in millimeters.
  • This offset must be of the drive wheels 11 and lr in the short period in the cartons 13 only from the
  • Route A (see, for example, FIG. 1) is to
  • This compensation is carried out according to the invention in that in the illustrated embodiment, the drive edge 11 is driven for a short time a little slower or faster than the drive wheel lr, so that after conveying the
  • the transport distance is determined as a function of time t
  • a line 53 shows the transport path, which the drive wheel lr imprints on the carton 13
  • a line 55 shows the transport path, which the drive wheel 11 imprints on the carton 13.
  • the two lines 53 and 55 are straight lines, with the line 55 has a slightly greater slope than the line 53, because the drive wheel 11 is driven slightly faster is as the drive wheel lr, so that the carton 13 is moved slightly faster in the region of the drive wheel 11 as in the region of the drive wheel lr.
  • This difference of the transport path is determined to be equal to the offset AS before a distance A has been traveled.
  • the reference numeral 10b denotes a first carton and the reference numeral 10a denotes a second carton.
  • the transport direction of the cartons 10a and 10b is denoted by 18.
  • the second carton 10a is shown laid on the first carton 10b and with this for
  • FIG. 10 shows a side view
  • Embodiment for two coupled devices 2 greatly simplified. For reasons of space, the sensors 45 are not shown. In constructive and
  • two cartons 10a, 10b can not only be independent of one another
  • devices can determine the suitable activation of the drives 39 of both devices 2.1 and 2.2.
  • Devices may also be positioned and merged two or more cartons relative to each other.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Ausrichten von Kartons umfassend erste Transportmittel und zweite Transportmittel vorgeschlagen, wobei die ersten Transportmittel und die zweiten Transportmittel zueinander beabstandet angeordnet sind, und die Antriebe der ersten Transportmittel und der zweiten Transportmittel jeweils eine Drehzahlregelung aufweisen. Außerdem wir ein Verfahren zum Ausrichten von Kartons vorgeschlagen.

Description

Titel: Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten von Faltschachtelzuschnitten
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten von Faltschachtelzuschnitten, die
nachfolgend auch als Kartons bezeichnet werden.
In vielen Bereichen in denen Kartons weiterverarbeitet werden, beispielsweise um Verpackungen herzustellen, ist es erforderlich, die Kartons exakt auszurichten, bevor sie zu einer Bearbeitungsstation transportiert werden. Nur wenn die Kartons exakt ausgerichtet in die Bearbeitungsstation gelangen, ist gewährleistet, dass die Kartons in der
Bearbeitungsstation präzise und exakt weiterbearbeitet werden können. Zum Beispiel das Falten eines
Faltschachtelzuschnitts setzt eine exakte Ausrichtung voraus. Ähnlich verhält es sich, wenn zwei
Faltschachtelzuschnitte miteinander verklebt werden sollen. Dann müssen Ausrichtung und relative Lage stimmen.
Ein Beispiel für das Transportieren von Kartons zu einer Bearbeitungsstation ist aus der EP 2 072 241 Bl bekannt. Dort werden mehrere Kartons von einem Schachtmodul mit Hilfe von Nockenriemen in ein Leim- und Fügemodul
transportiert. Es ist leicht vorstellbar, dass nur ein exakt ausgerichteter und positionierter Karton in dem Leim- und Fügemodul exakt verleimt werden kann. Die exakte
Ausrichtung ist somit entscheidend für die Qualität der Kartons.
Die Ausrichtung der Kartons erfolgt bei der EP 2072241 Bl über ein Paar parallel zueinander angeordneter
Nockenriemen. Nockenriemen sind Transportriemen, die in regelmäßigen Abständen Nocken aufweisen. Diese Nocken sind mit dem Riemen umlaufende Anschläge n und die Kartons exakt in der gewünschten Weise ausrichten. Dieses Prinzip hat sich in der Praxis seit vielen Jahren bewährt. Allerdings ist ein Trend festzustellen, dass immer kleinere Kartons transportiert und bearbeitet werden müssen.
Außerdem sind die Kartons zunehmend unregelmäßiger geformt, d. h. ihre Form weicht oft stark von einem Rechteck oder einem Quadrat ab. Beide Effekte erschweren eine exakte Ausrichtung der Kartons mit Hilfe der bekannten und
bewährten Nockenriemen.
Außerdem ist die Förderleistung von diesen
Transporteinrichtungen vor allem bei kleinen Kartons nicht optimal, weil zwischen zwei hintereinander auf dem
Nockenriemen angeordneten Nocken, deren Abstand relativ groß ist, nur ein Karton transportiert werden kann. Es ist nicht möglich, die Transportleistung durch Steigerung der Geschwindigkeit des Nockenriemens beliebig zu steigern, weil die Nocken des Riemens sonst mit einer zu großen
Geschwindigkeit auf die Hinterkante des zu
transportierenden und auszurichtenden Kartons prallen.
Dadurch können Beschädigungen des Kartons entstehen und es ergibt sich aufgrund der hohen Dynamik bzw. des großen Impulses, den der Nocken in den Karton einleitet, ein
Abprallen der Hinterkante des Kartons von den Nocken, so dass die Ausrichtung nicht gleichbleibend gut ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das es erlaubt auch kleine und/oder unregelmäßig geformte Kartons exakt auszurichten und zu transportieren. Dabei soll die
Präzision der Ausrichtung verbessert und eine möglichst schonende Behandlung der Kartons erreicht werden.
Schließlich soll auch die Transportleistung der Vorrichtung erhöht werden.
Eine weitere Aufgabe der beanspruchten Erfindung ist darin zu sehen, dass zwei oder mehrere Kartons nicht nur ausgerichtet werden, sondern relativ zueinander positioniert werden, so dass sie beispielsweise in einem Leim- und Fügemodul positionsgenau geleimt oder gefügt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Ausrichten von Kartons umfassend erste Transportmittel und zweite Transportmittel, wobei die ersten
Transportmittel und die zweiten Transportmittel in einer Richtung quer zur Transportrichtung der Kartons zueinander beabstandet angeordnet sind, dadurch gelöst, dass ein Antrieb der ersten Transportmittel und ein Antrieb der zweiten Transportmittel jeweils eine separate
Drehzahlregelung aufweisen.
Erfindungsgemäß wird das Ausrichten der Kartons
vorgenommen, indem für eine bestimmte Zeit beziehungsweise einen bestimmten Transportweg die beiden Transportmittel unterschiedlich schnell angetrieben werden. Wenn also beispielsweise die in Transportrichtung linke Seite das Kartons etwas "zurückhängt", werden die auf der rechten Seite angeordneten Transportmittel etwas langsamer als die auf der linken Seite angeordneten Transportmittel
angetrieben, so dass die rechte Seite des Kartons nach hinten "wandert" wird, bis sie auf gleicher Höhe wie die linke Seite ist und somit die Vorderkante oder eine andere Referenzkante des Kartons perfekt ausgerichtet ist.
Alternativ können auch die auf der linken Seite
angeordneten Transportmittel etwas beschleunigt werden, um den Karton auszurichten. Die dazu erforderliche geringfügige Änderung der
Transportgeschwindigkeit eines der beiden Transportmittel oder beider Transportmittel ist regelungstechnisch einfach zu beherrschen. Sie führt nur zu minimalen auf den Karton wirkenden Kräften, sodass der Vorgang des Ausrichtens bei einer insgesamt sehr hohen Transportgeschwindigkeit vorgenommen werden kann. Wegen der Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist es auch möglich, eine Vielzahl von Kartons mit einem sehr geringen Abstand zueinander der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zuzuführen, sodass die
Auslastung der Vorrichtung sehr hoch ist und auf diese Weise die Ausbringung beziehungsweise der Durchsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter gesteigert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist relativ einfach aufgebaut, weil sie nur Transportmittel, Sensoren, separat regelbare Antriebe der Transportmittel und eine Steuerung erfordert. Dadurch ist sie kostengünstig und robust.
Die Ausgestaltung dieser Transportmittel kann auf
verschiedenste Weisen erfolgen. Beispielsweise können die Transportmittel ein Treibrad oder einen Treibriemen aufweisen. Um zu gewährleisten, dass der zu
transportierende und auszurichtende Karton mit einer ausreichenden Normalkraft gegen das Treibrad oder den Treibriemen gepresst wird, ist ein Gegenrad und/oder ein Gegenriemen vorgesehen. Dieses Gegenrad oder dieser Gegenriemen sorgt dafür, dass eine vorbestimmte Anpresskraft zwischen Karton und Treibrad beziehungsweise Treibriemen gewährleistet ist und kein Schlupf zwischen Karton und Treibrad beziehungsweise Treibriemen auftritt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gegenräder oder die Gegenriemen jeweils an einer Schwinge angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Gegenräder und/oder die Gegenriemen ebenfalls einen drehzahlgeregelten Antrieb aufweisen. Dann sind die Drehzahlen der Antriebe für ein
Treibrad oder einen Treibriemen und das zugehörige Gegenrad oder den zugehörigen Gegenriemen so miteinander gekoppelt sind, dass sie den Karton mit der gleichen
Transportgeschwindigkeit antreiben. Diese Variante ist von der Ausstattung etwas aufwendiger. Allerdings können dadurch auch sehr große und schwere Kartons oder Platten transportiert und ausgerichtet werden.
Um die tatsächliche Ausrichtung eines Karton zu erfassen, sind mindestens zwei Sensoren vorgesehen. Die Sensoren sind bevorzugt quer zu einer Transportrichtung der Vorrichtung voneinander beabstandet angeordnet, sodass durch den
Zeitversatz mit dem eine Vorderkante oder ein anderes gut detektierbares geometrisches Merkmal eines Kartons von den beiden Sensoren detektiert wird, die Schrägstellung des Kartons ermittelt werden kann. Durch eine entsprechende erfindungsgemäße Ansteuerung der Treibräder oder
Treibriemen der beiden Transportmittel wird diese
Schrägstellung anschließend korrigiert. Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch 8 gelöst. Dabei werden die gleichen Vorteile wie mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 realisiert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dazu genutzt werden, um mehrere Karton nicht nur auszurichten, sondern zusammenzuführen, sodass sie beispielsweise in einer Leimoder Fügeeinrichtung miteinander verleimt oder auf andere Weise verbunden werden können.
Zu diesem Zweck werden zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen eingesetzt. Jede dieser Vorrichtungen richtet einen Karton aus und positioniert ihn in Transportrichtung gesehen relativ zu dem anderen Karton in der gewünschten Weise. Wenn sich beispielsweise ein erster Karton etwas zu weit in Transportrichtung vor dem zweiten Karton, mit dem er gefügt werden soll, befindet, wird der erste Karton in der ersten Vorrichtung nicht nur ausgerichtet, sondern etwas
abgebremst, bis die Vorderkanten der beiden Kartons den gewünschten Abstand voneinander haben. Anschließend werden beide Kartons beispielsweise einem Füge- oder Leimmodul zugeführt und dort verbunden.
Somit ist es durch die mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung möglich, nicht nur einen einzelnen Karton perfekt und mit hoher Ausbringung auszurichten, sondern durch den Einsatz von zwei miteinander gekoppelten
Vorrichtungen können auch zwei oder mehr Kartons relativ zueinander positioniert und zusammengeführt werden. Um in die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten mit Kartons zu versorgen und die ausgerichteten Kartons anschließend aus der Vorrichtung zu transportieren, ist in Transportrichtung vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Zuführeinrichtung angeordnet und in Transportrichtung hinter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten ist eine Transporteinrichtung vorgesehen. Die Zuführeinrichtung und die Transporteinrichtung sind im Wesentlichen baugleich ausgeführt. Sie sind bezüglich der Vorrichtung zum Ausrichten symmetrisch aufgebaut. Sowohl die Zuführeinrichtung als auch die Transporteinrichtung weisen zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder auf. Oberhalb beziehungsweise beabstandet zu den
Transportbändern sind Anpressbänder und angeordnet. In einem Spalt, der von den Transportbändern und den
Anpressbändern gebildet wird, wird der Karton
"eingeklemmt", sodass er mit einer konstanten und
vorgegebenen Normalkraft gegen die Transportbänder gepresst wird. In Folge dessen wird die Geschwindigkeit der
Transportbänder ohne Schlupf auf den Karton übertragen.
Konstruktive Details der Zuführeinrichtung und der
Transporteinrichtung sind den Figuren und deren
Beschreibung entnehmbar.
Grundsätzlich können auch andere Zuführeinrichtungen und Transporteinrichtungen vor beziehungsweise hinter der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren
Beschreibung und den Patenansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein . Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 eine schematisierte Seitenansicht und Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Figur 2 verschiedene Einstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
Figur 3 eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Figur 4 eine weitere Ansicht von oben auf die
erfindungsgemäße Vorrichtung,
Figur 5 eine Ansicht von oben mit eingezeichneten
Sensoren, Figur 6 eine isometrische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figur 7 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figur 8 eine Draufsicht auf einen ersten und zwei zweite
Kartons vor dem Zusammenfügen; Figur 9 eine Draufsicht auf die Kartons gemäß Figur 1
nach dem Zusammenfügen und
Figur 10 eine Kombination von zwei erfindungsgemäßen
Vorrichtungen .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im oberen Teil der Figur 1 ist eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten 2 stark vereinfacht und auf das Wesentliche reduziert dargestellt.
In dieser vereinfachten Darstellung umfasst die
erfindungsgemäße Vorrichtung ein Treibrad 1 und ein
Gegenrad 3. Zwischen dem Treibrad 1 und dem Gegenrad 3 wird ein Karton 13 transportiert und ausgerichtet. Zu diesem
Zweck ist der Antrieb 39 (siehe die Draufsicht in der Figur 1) des Treibrads 1 mit einer Drehzahlregelung versehen, so dass die Umfangsgeschwindigkeit des Treibrads 1 und damit die Transportgeschwindigkeit des Kartons 13 gesteuert werden können. Der Antrieb 39 ist meist ein
drehzahlgeregelter Elektromotor. In der Figur 1 ist links von der eigentlichen Vorrichtung 2 zum Ausrichten eine Zuführeinrichtung 5 angeordnet. Rechts der Vorrichtung 2 ist eine Transporteinrichtung 7 zum
Weitertransport des Kartons 13 angeordnet, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 7 versehen ist. Die
Zuführeinrichtung 5 und die Transporteinrichtung 7 sind vom Konzept her einander sehr ähnlich. Sie sind gewissermaßen spiegelbildlich zu der Vorrichtung 2 zum Ausrichten der Kartons aufgebaut.
Die Zuführeinrichtung 5 umfasst ein Transportband 9, das unter anderem über eine Umlenkrolle 11 geführt wird. Diese Umlenkrolle 11 befindet sich in unmittelbarer Nähe des Treibrads 1, so dass ein Karton 13 mit Hilfe des
Transportbands 9 in den Wirkungsbereich des Treibrads 1 transportiert werden kann.
Damit die zum Transport des Kartons 13 erforderliche
Antriebsleistung von dem Transportband 9 auf den Karton 13 zuverlässig und ohne Schlupf übertragen wird, ist oberhalb des Transportbands 9 ein Anpressband 15 angeordnet. Das Transportband 9 und das Anpressband 15 bilden einen Spalt, durch den der Karton 13 transportiert wird. Das Anpressband 15 sorgt für eine ausreichende Normalkraft zwischen Karton 13 und Transportband 15, so dass der Karton 13 ohne Schlupf von dem Transportband 9 transportiert wird.
Der Karton 13 wird in Richtung eines Pfeils 17
transportiert. Das heißt der Karton 13 wird in der Figur 1 von links nach rechts durch die dargestellten Vorrichtungen 5, 2 und 7 transportiert.
Das Anpressband 15 wird über eine Kombination von zwei Umlenkrollen 19 und 21 geführt. Diese Umlenkrollen 19 und 21 wiederum sind an einem Schlitten 23 montiert. Der
Schlitten 23 kann in der Transportrichtung verschoben werden. Zu diesem Zweck ist ein Linearantrieb 25 zum
Verfahren des Schlittens 23 vorgesehen. Als Linearantrieb 25 sind viele marktgängige Antriebe, Insbesondere
Zahnstangenantriebe oder Kugelgewindetriebe, geeignet.
Durch das Verfahren des Schlittens 23 wird ein Abstand A zwischen der Umlenkrolle 21 und dem Gegenrad bzw. dem
Treibrad 1 eingestellt werden. Durch die dargestellte
Führung des Anpressbands 15 ist die Spannung des
Anpressbands 15 unabhängig von der Position des Schlittens 23, so dass kein Nachspannen erforderlich ist, wenn der Schlitten 23 verfahren wird. Im unteren Teil der Figur 1 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls stark vereinfacht dargestellt. In dieser Draufsicht ist ein Abstand A
zwischen der Umlenkrolle 21 und dem Gegenrad 3 bzw. dem Treibrad 1 eingetragen.
Wenn man nun wieder den Blick auf den oberen Teil der Figur 1 richtet, dann wird deutlich, dass die
Transporteinrichtung 7 sehr ähnlich aufgebaut ist, wie die Zuführeinrichtung 5. Sie umfasst ebenfalls eine Umlenkrolle 27, ein Transportband 29, ein Anpressband 31, sowie Umlenkrollen 33 und 35, die auf einem Schlitten 37
angeordnet sind. Die Transporteinrichtung 7 ist, wie bereits erwähnt, symmetrisch zu der Zuführeinrichtung 5 aufgebaut. Abhängig von der Form der Kartons 13 ist häufig sogar der Abstand A zwischen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 2 zum Ausrichten und der Umlenkrolle 33 der Transporteinrichtung 7 im Wesentlichen gleich groß, wie der Abstand A zwischen der Umlenkrolle 21 der Zuführeinrichtung 5 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Ausrichten.
In der Draufsicht im unteren Teil der Figur 1 wird
deutlich, dass in der Zuführeinrichtung 5, der Vorrichtung 2 zum Ausrichten und der Transporteinrichtung 7 alle wichtigen Bauteile doppelt vorhanden sind: Es sind zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder 9, zwei
Anpressbänder 15 sowie zwei Schlitten 23 mit Umlenkrollen 19 und 21 vorhanden.
Entsprechendes gilt für das Treibrad 1, den Antrieb 39 und das Gegenrad 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum
Ausrichten. Auch die Transporteinrichtung 7 umfasst zwei Transportbänder 29, zwei Umlenkrollen 27, zwei Schlitten 37 mit Umlenkrollen 33 und 35 sowie zwei Anpressbänder 31. Der Abstand der parallel zueinander verlaufenden
Transportbänder 9, Anpressbänder 15 sowie der Schlitten 23, der Treibräder 1, der Gegenräder 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Ausrichten und der Transportbänder 29, der Schlitten 37 mit Umlenkrollen 33 und 35 sowie der zwei Anpressbänder 31 ist so gewählt, dass der Karton sicher auf ihnen transportiert und ausgerichtet werden kann. Das bedeutet, dass der Abstand kleiner als die Breite des Kartons 13 ist. Die Vorrichtung 2, aber auch die Zuführeinrichtung 5 und die Transporteinrichtung 7, sind bei diesem
Ausführungsbeispiel symmetrisch bezüglich einer als strichpunktierte Linie 41 angedeutete Symmetrieachse aufgebaut .
Mit Hilfe der Zuführeinrichtung 5, der Vorrichtung 2 zum Ausrichten und Transporteinrichtung 7 ist es möglich, den Karton 13 in Transportrichtung, das heißt von links nach rechts durch die gesamte Anordnung zu transportieren und auszurichten. Wenn der Karton 13 ideal ausgerichtet in die Zuführeinrichtung 5 gelangt und anschließend der Transport durch die Zuführeinrichtung 5, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 und anschließend durch die
Transporteinrichtung 7 erfolgt, dann bleibt der Karton perfekt ausgerichtet und die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 wäre ohne Funktion.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines rechteckigen Kartons 13 bedeutet "perfekt ausgerichtet", dass eine
Vorderkante 43 des Kartons 13 rechtwinklig zur der
Transportrichtung 17 verläuft. Dieser Idealzustand ist in der betrieblichen Praxis eher die Ausnahme als die Regel. Damit schräg stehende Kartons 13, die über die
Zuführeinrichtung 5 zum Ausrichten gelangen,
erfindungsgemäß ausgerichtet werden können, sind Sensoren 45 zwischen der Zuführeinrichtung 5 und der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 angeordnet. Diese Sensoren 45 können Lichtschranken oder dergleichen sein. Sie dienen dazu, die Vorderkante 43 oder ein anderes geeignetes geometrisches Merkmal der Kartons 13 zu detektieren.
Wenn ein Karton 13 leicht verdreht aus der
Zuführeinrichtung 5 zu den Sensoren 45 gelangt (nicht dargestellt in Figur 1), bedeutet dies, dass einer der beiden Sensoren 45 zu einem früheren Zeitpunkt die
Vorderkante 43 des Kartons detektiert. Der andere Sensor 45 erkennt das Eintreffen der Vorderkante 43 etwas später.
Aus dieser Zeitdifferenz und der Transportgeschwindigkeit lässt sich die Schrägstellung der Vorderkante 43 berechnen. Diese Schrägstellung (in Millimetern) wird nun in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Ausrichten kompensiert, indem die Antriebe 39 der Treibräder unterschiedlich schnell laufen, so dass der Karton 13, wenn er die
erfindungsmäße Vorrichtung 2 durchlaufen hat, eine perfekt ausgerichtete Vorderkante 43 aufweist. Details hierzu werden weiter unten noch im Detail erläutert. An dieser Stelle sollen nur die konstruktiven Merkmale der
erfindungsgemäßen Anordnung erläutert werden.
Das Ausrichten des Kartons 13 mit Hilfe der beiden
Treibräder 1, die unterschiedlich schnell angetrieben werden, erfolgt, wenn der Karton 13 nur von den beiden Treibrädern 1 angetrieben wird. Der Karton 13 darf beim Ausrichten nicht mehr von den Transportbändern 9 der Zuführeinrichtung 5 und noch nicht von den Transportbändern 29 der Transproteinrichtung angetrieben werden. Das würde zu Verspannungen des Kartons 13 führen und das Ausrichten zumindest erschweren.
Um dies zu gewährleisten, wird der Abstand A zwischen der Umlenkrolle 21 der Zuführeinrichtung 5 und dem Treibrad 1 so gewählt, dass er etwas kleiner ist als eine Länge L des Kartons. Wenn beispielsweise der Karton 13 eine Länge von 500 mm hat, beträgt der Abstand A etwa 480 mm. Das Gleiche gilt für den Abstand A zwischen dem Treibrad 1 und der Umlenkrolle 33 der Transporteinrichtung 7.
Dies bedeutet, dass für eine kurze Strecke von 20 mm (= 500 mm - 480 mm) der Karton 13 sowohl von der Zuführeinrichtung 5 als auch von den Treibrädern 1 und den Gegenrädern 3 transportiert wird.
Danach ist eine Hinterkante des Kartons nicht mehr zwischen dem Transportband 9 und dem Anpressband 15 eingeklemmt, so dass das Transportband 9 keinen Einfluss mehr auf den
Transport des Kartons 13 hat. Dieser wird dann
ausschließlich von den beiden Treibrädern 1 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung transportiert. Wenn in diesem Zustand eines der Treibräder 1 geringfügig langsamer oder schneller rotiert, als das andere Treibrad 1, dann wird der Karton 13 leicht verdreht und es erfolgt die gewünschte Ausrichtung der Vorderkante 43. Nach erfolgter Ausrichtung wird der Karton 13 an die Transporteinrichtung 7 übergeben. Dies geschieht dadurch, dass für eine kurze Zeit bzw. für ein kurzes Stück sowohl die Treibräder 1 als auch die
Transportbänder 29 der Transporteinrichtung 7 den Karton transportieren. Daher ist der Abstand A zwischen der Rolle 33, welche das Anpressband 31 umlenkt und den Treibrädern 1 etwas kleiner als die Länge L des Kartons 13.
Um auf das oben eingeführte Zahlenbeispiel zurückzukommen, steht zum Ausrichten des Kartons 13 eine Strecke von etwa 460 mm (= 500mm - 2 x 20 mm) zur Verfügung. Wenn man auf dieser Strecke eine Schrägstellung des Kartons 13 von zum Beispiel 2 mm korrigiert werden soll, dann bedeutet dies, dass ein Treibrad 1 eine Strecke von 460 mm zurücklegt und das andere Treibrad 1 in der gleichen Zeit eine Strecke von nur 458 mm zurücklegt. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Treibrad 1 eine Strecke von 462 mm zurücklegt und das andere Treibrad 1 in der gleichen Zeit eine Strecke von 460 mm zurücklegt. Auch Kombinationen beider Varianten sind möglich. Entscheiden ist, dass die Ausrichtung des Kartons 13 über unterschiedliche Längen der Transportwege erfolgt.
Schon anhand dieses Zahlenbeispiels wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Ausrichten eines Kartons sehr sanft und ohne große Regeleingriffe von statten geht. Anhand der Figur 2 wird exemplarisch der Transport von verschieden langen Kartons 13 durch die Zuführeinrichtung 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zum Ausrichten und die Transporteinrichtung 7 schematisch dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Bauteile
eingezeichnet (zum Beispiel die Sensoren 45) und nicht alle Bauteile mit Bezugszeichen versehen. Es wird diesbezüglich auf die anderen Figuren verwiesen.
In der Figur 2a) sind die Zuführeinrichtung 5 und die
Transporteinrichtung 7 so konfiguriert, dass ein sehr kurzer Karton 13 mit der Länge L ausgerichtet werden kann. Der Karton 13 nimmt eine Position ein in der die
Zuführeinrichtung 5 den Karton 13 gerade noch zwischen der Umlenkrolle 21 und dem Transportband 9 einklemmt, so dass der Karton 13 mit der Geschwindigkeit des Transportbands 9 in der Figur 2 von links nach rechts befördert wird.
Gleichzeitig wird der Karton 13 mit der Vorderkante 43 schon zwischen dem Treibrad 1 und dem Gegenrad 3
eingeklemmt, so dass das Treibrad 1 den Karton 13 ebenfalls antreibt. In diesem kurzen Moment sollte deshalb die
Umlaufgeschwindigkeit des Transportbands 9 und die
Umfangsgeschwindigkeit des Treibrads 1 (annähernd) gleich groß sein. Wenn nun der Karton 13 noch ein klein wenig weiter (nach rechts) transportiert wird, verlässt er den Spalt zwischen Umlenkrolle 11 und Transportband 9, so dass er
ausschließlich von dem Treibrad 1 angetrieben wird. In diesem Zustand findet dann bei Bedarf das Ausrichten des Kartons 13 statt.
In der Figur 2b) ist eine der Figur 2a) vergleichbare
Situation dargestellt. Allerdings ist der Karton 13 sehr viel länger. Infolgedessen sind sowohl die Umlenkrollen 21 der Zuführeinrichtung 5 als auch die Umlenkrolle 33 der Transporteinrichtung 7 in einem weiteren Abstand zu dem Treibrad 1 bzw. dem Gegenrad 3 angeordnet.
Auch hier gilt wieder, dass die Länge L des Kartons 13 etwas größer ist als der Abstand A zwischen den
Umlenkrollen 21 bzw. 33 und dem Treibrad 1. Der Abstand A wird durch Verfahren der Schlitten 23 bzw. 37 eingestellt.
In der Figur 2c) ist eine Situation dargestellt, bei der eine Länge L des Kartons 13 sehr viel größer ist als der maximale Abstand A. Dies bedeutet, dass über eine relativ lange Strecke der Karton 13 gleichzeitig von der
Zuführeinrichtung 5 dem Treibrad 1 transportiert wird. In diesem Zustand ist ein Ausrichten des Kartons 13 nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich. Erst wenn der Karton 13 die Zuführeinrichtung 5 mit seiner Hinterkante verlassen hat, kann das Ausrichten erfolgen. Dies muss geschehen, bevor die Vorderkante 43 des Kartons 13 zwischen der Umlenkrolle 33 bzw. dem Anpressband 31 und dem Transportband 29 der Transporteinrichtung 7 wieder eingeklemmt und dadurch fixiert wird.
In der Figur 2c) ist der Weg, der zum Ausrichten der
Vorderkante bzw. des Kartons 13 zur Verfügung steht, mit "D" bezeichnet.
Die Figuren 3 und 4 zeigen in einer Draufsicht, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung eingestellt wird, wenn nicht rechteckige Kartons 13 ausgerichtet werden sollen. Auch hier sind nicht alle Bauteile und Bezugszeichen eingezeichnet .
Links oben in der Figur 3 ist ein Karton 13 dargestellt, der in etwa die Form eines "T" hat. Dies bedeutet, dass er in Transportrichtung 17 an der linken Seite eine Länge LI aufweist und an seiner rechten Seite eine Länge L2, wobei LI > L2. Auch solche Kartons 13 können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne weiteres transportiert und ausgerichtet werden. Wie sich aus der Draufsicht gemäß Figur 3 ergibt, sind die Umlenkrollen 21 und 33 bzw. die Anpressbänder 15 und 31 zu beiden Seiten der Symmetrieachse 41 verschieden eingestellt.
Im Folgenden werden die nebeneinander angeordneten Bauteile mit dem Index "1" bzw. "r" versehen.
Für das in Transportrichtung linke Transportband 91 bzw. Anpressband 151 gilt bezüglich des Abstands AI zum Treibrad 11, das er etwas kleiner ist als die Länge LI des Kartons 13. Entsprechend ist der Abstand A2 zwischen der
Umlenkrolle 21r bzw. dem Ende des Anpressbands 15r und dem Treibrad lr etwas kleiner als die Länge L2 des Kartons 13.
Entsprechendes gilt auch für die Anpressbänder 311 und 31r der Transporteinrichtungen 7.
In der Figur 4 ist ein L-förmiger Karton 13 dargestellt. Die dazugehörigen Einstellungen der Umlenkrollen 111, llr, 331 und 33r bzw. der Anpressbänder 151, 15r, 311 und 31r ist in der Figur 4 dargestellt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist die Vorderkante 43 eine gerade durchgehende Linie. An der Hinterkante ist in dem in
Transportrichtung 17 rechten Bereich eine Klappe
angeordnet, so dass die Länge LI und L2 auf der linken bzw. der rechten Seite des Kartons 13 unterschiedlich sind.
Aus diesem Grund ist der Abstand A2 an dem in
Transportrichtung rechten Transportband 9r größer als der
Abstand AI an dem in Transportrichtung linken Transportband 91. Auch hier gilt wieder AI < LI und A2 < L2.
Weil jedoch die Vorderkante 43 des Kartons 13 eine
durchgehende Linie ist, sind die Anpressbänder 311 und 31r zu beiden Seiten der Symmetrieachse 41 auf den Abstand AI eingestellt, dies bedeutet, dass die Vorderkante 43 rechts und links der Symmetrieachse 41 gleichzeitig von den
Bändern 29 der Transporteinrichtung 7 erfasst und
weitertransportiert wird.
Aus den Figuren 1 bis 4 wird deutlich, dass die
erfindungsgemäße Anlage und Vorrichtungen 5, 2, 7 durch einfache Änderungen der Position der Schlitten 23, 37 auf den Transport und das Ausrichten verschieden geformte
Kartons 13 eingestellt werden kann. Das Verfahren der
Schlitten kann automatisch erfolgen, so dass die
Umrüstzeiten minimiert werden bei gleichzeitig optimaler Qualität der Einstellung. In der Figur 5 ist in verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten dargestellt. In diesen Ansichten ist jeweils ein Karton 13 mit eingezeichnet. Dieser Karton 13 gehört selbstverständlich nicht zur erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Isometrie gemäß Figur 5a) ist gut zu erkennen, dass das Gegenrad 3 an einer Schwinge 47 drehbar gelagert ist. Die Schwinge 47 wiederum ist mit ihrem Drehpunkt 49 an einem nicht dargestellten Maschinengestell schwenkbar gelagert .
Um eine gleichmäßige und kontrollierte Anpresskraft
zwischen dem Gegenrad 3 und dem Treibrad 1 zu erzeugen, kann eine Vorspannung erzeugt werden. Dies kann über eine Federeinrichtung und/oder einem Dämpfer erfolgen. Wichtig ist, dass das Gegenrad 3 den Karton 13 mit einer konstanten Kraft gegen das Treibrad 1 presst und auch nicht kurzzeitig den Kontakt zu dem Karton 13 verliert. Daher kann eine Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung, die nur schematisch angedeutet und mit 51 bezeichnet ist, vorteilhaft sein.
In der Figur 5b) ist eine Ansicht von hinten dargestellt. In der Figur 5c) ist eine Ansicht von oben und in der Figur 5d) ist eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Ausrichten dargestellt.
In der Isometrie gemäß der Figur 5a) ist besonders gut zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung spiegelsymmetrisch zur Symmetrieachse 41 aufgebaut ist und alle wichtigen Komponenten (Antrieb 39, Treibrad 1,
Gegenrad 3, ...) rechts und links der Symmetrieachse 41 jeweils einmal vorhanden sind.
Anhand der Figuren 6 und 7 wird das erfindungsgemäße
Verfahren zum Ausrichten beispielhaft erläutert.
In der Figur 6a) ist eine Draufsicht auf die
erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Dabei ist ein rechteckiger Karton 13 dargestellt, der schief auf den Transportbändern 91 und 9r liegt. Dies bedeutet, dass die Vorderkante 43 einen von 90° verschiedenen Winkel zur Transportrichtung 17 aufweist. Dort, wo die Sensoren 451 und 45r angeordnet sind, bei diesem Ausführungsbeispiel oberhalb der Transportbänder 91 und 9r ergibt sich dadurch ein Versatz AS, der in der Figur 6a eingezeichnet ist.
Dieser Versatz AS ist ein Längenmaß und wird in Millimetern angegeben. Ziel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Ausrichten und des zugehörigen Verfahrens ist, dass der Karton 13 durch die Treibräder 11 und lr so ausgerichtet wird, dass die Vorderkante 43 nach dem Durchlaufen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 und beim Eintritt in die Transporteinrichtung 7 genau orthogonal zur
Transportrichtung 17 verläuft.
In der Figur 6b) ist in Diagrammform das Ansprechen der Sensoren 451 und 45r dargestellt. Der Sensor 45r erkennt - ausgehend von der in der Figur 6a) dargestellten Lage des Kartons 13 - früher als der Sensor 451 das Eintreffen der Vorderkante 43 des Kartons 13.
In der Figur 6b) ist das Detektieren der Vorderkante 43 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der
Sensoren einen Sprung von 0 nach 1 macht. Weil im Bereich des Sensors 45.2 die Vorderkante 43 hinter der Vorderkante im Bereich des Sensors 45.1 zurückhängt, wird am Sensor 45.2 zu einem späteren Zeitpunkt das Eintreffen bzw. die Vorderkante 43 detektiert. Der Zeitversatz zwischen dem Detektieren der Vorderkante 43 durch den Sensor 45.1 und dem Sensor 45.2 ist in der Figur 6b) mit At [in
Millisekunden] dargestellt. Die Transportgeschwindigkeit der Transportbänder 91 und 9r, ist gleich. Aus der bekannten Geschwindigkeit der
Transportbänder 91 und 9rund dem Zeitversatz At kann der Versatz AS der Vorderkante 43 in Millimetern berechnet werden .
Beispielhaft sei eine Transportgeschwindigkeit V = 1 m/s und At = 0,02 sec angenommen. Dann ergibt sich AS 2,0 mm.
AS = 0,002 s x 1000 mm/s = 2, 0 mm.
Damit ist der Versatz AS bekannt.
Dieser Versatz muss von den Treibrädern 11 und lr in der kurzen Zeitspanne in der der Kartons 13 nur von den
Treibrädern 1 angetrieben wird ausgeglichen werden. In anderen Worten: Zum Ausgleich des Versatzes AS steht eine Strecke zur Verfügung, die etwas kürzer als die
Strecke A (siehe zum Beispiel die Figur 1) ist, zur
Verfügung.
Dieser Ausgleich erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Treibrand 11 für eine kurze Zeit etwas langsamer oder schneller angetrieben wird als das Treibrad lr, so dass nach dem Fördern des
Kartons durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 die Kante 43 im Bereich des Treibrads 11 um den Versatz AS weiter transportiert wurde, als die Kante 43 im Bereich des
Treibrads lr. Dann ist der Karton 13 nach dem Durchlaufen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 exakt ausgerichtet.
In der Figur 7 ist dieser Ausrichtvorgang ebenfalls in Diagrammform dargestellt. Es wird dabei nur der Zeitraum betrachtet, innerhalb dessen der Karton 13 ausschließlich von den Treibrädern 1 transportiert wird.
Die Transportstrecke wird als Funktion der Zeit t
dargestellt. Eine Linie 53 zeigt den Transportweg, den das Treibrad lr dem Karton 13 aufprägt und eine Linie 55 zeigt den Transportweg, den das Treibrad 11 dem Karton 13 aufprägt .
Die beiden Linien 53 und 55 sind Ursprungsgeraden, wobei die Linie 55 eine etwas größere Steigung hat als die Linie 53, weil das Treibrad 11 geringfügig schneller angetrieben wird als das Treibrad lr, so dass der Karton 13 im Bereich des Treibrads 11 etwas schneller bewegt wird als im Bereich des Treibrads lr. Diese Differenz des Transportwegs ist so bestimmt, dass sie gleich dem Versatz AS ist und zwar bevor eine Strecke A zurückgelegt wurde.
Sobald dieser Versatz AS ausgeglichen wurde, werden die Treibräder 11 und lr mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben, so dass die ausgerichtete Vorderkante 43 nur noch eine translatorische Bewegung erfährt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zum Zeitpunkt t= Tl der Versatz AS ausgeglichen und für t > Tl ist die
Drehzahl der Treibräder 11 und lr gleich, so dass die
Linien 53 und 55 für Zeiten t > Tl parallel zueinander verlaufen .
Sobald die Vorderkante 43 des Kartons 13 in den
Einzugsbereich der Transporteinrichtung 7 gelangt wird die perfekt und erfindungsgemäß ausgerichtete Vorderkante durch die Anpressbänder 31 in Verbindung mit den Transportbändern 29 der Transporteinrichtung 7 behalten und es wird ein perfekt ausgerichteter Karton 13 einer nachfolgenden
Bearbeitungsstation zugeführt.
In der Figur 8 sind mit dem Bezugszeichen 10b ein erster Karton und mit dem Bezugszeichen 10a ein zweiter Karton bezeichnet. Die Transportrichtung der Kartons 10a und 10b ist mit 18 bezeichnet. In der Figur 9 ist der zweite Karton 10a auf den ersten Karton 10b aufgelegt dargestellt und mit diesem zum
Beispiel über Leimpunkte 20 miteinander verleimt. Es liegt Auf der Hand, dass die Kartons 10a und 10b vor dem Verleimen nicht nur exakt ausgerichtet sein müssen, sondern auch deren Positionen relativ zueinander stimmen muss. Das Positionieren von zwei oder mehr Kartons 10a, 10b relativ zueinander kann mit Hilfe mehrerer gekoppelter
Vorrichtungen 2 zum Ausrichten sehr präzise und in
kürzester Zeit vorgenommen werden.
Die Figur 10 zeigt in einer Seitenansicht ein
Ausführungsbeispiel für zwei gekoppelte Vorrichtungen 2 stark vereinfacht. Aus Platzgründen sind die Sensoren 45 nicht eingezeichnet. In konstruktiver und
steuerungstechnischer Hinsicht sind die beiden
Vorrichtungen so ausgeführt wie die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten und beschriebenen Vorrichtungen 2.
Mit zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2 können zwei Kartons 10a, 10b nicht nur unabhängig voneinander
ausgerichtet werden sondern gleichzeitig können die
Positionen der Kartons 10a, 10b relativ zueinander
eingestellt oder korrigiert werden, indem der Karton, welcher zu weit "vorne" ist, etwas abgebremst wird und/oder der Karton, welcher zu weit "hinten " ist, etwas
beschleunigt wird, bis beide Kartons 10a, 10b den
gewünschten Abstand zueinander haben. Das Beschleunigen und/oder das Abbremsen wird dem Vorgang des Ausrichtens überlagert. Die dazu erforderlichen
Informationen betreffend die Position der Kartons 10a, 10b liefern die ohnehin vorhandenen Sensoren 45 beider
Vorrichtungen. Die gemeinsame Steuerung beider
Vorrichtungen kann daraus die geeignete Ansteuerung der Antriebe 39 beider Vorrichtungen 2.1 und 2.2 ermitteln.
Wenn die Kartons in der gewünschten Weise positioniert und zusammengeführt wurden, können sie beispielsweise einer
Leim- oder Fügeeinrichtung (nicht dargestellt ) zugeführt und dort miteinander lagerichtig miteinander verbunden werden . Somit ist es durch die mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung möglich, nicht nur einen einzelnen Karton perfekt und mit hoher Ausbringung auszurichten, sondern durch den Einsatz von zwei miteinander gekoppelten
Vorrichtungen können auch zwei oder mehr Kartons relativ zueinander positioniert und zusammengeführt werden.
Bei allen Darstellungen wurden nur die für die
erfindungsgemäße Funktion relevanten Teile und Baugruppen dargestellt. Insbesondere von den Transportbändern 9, 29 sowie den Anpressbändern 15, 31 wurden nur Teile
dargestellt. Es wurden auch nicht alle und auch nicht alle Umlenkrollen und keine Spannvorrichtungen zur Einstellung der Bandspannungen dargestellt. Das ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und bedarf daher keiner Erläuterung.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Ausrichten von Kartons (13) umfassend erste Transportmittel und zweite Transportmittel, wobei die ersten Transportmittel und die zweiten
Transportmittel zueinander beabstandet angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (39.1) der ersten Transportmittel und ein Antrieb (39. r) der zweiten Transportmittel jeweils eine Drehzahlregelung aufweist .
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel ein Treibrad (1) und/oder einen Treibriemen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel ein Gegenrad (3) und/oder einen Gegenriemen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenräder (3) und/oder die Gegenriemen an einer Schwinge (47) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenräder (3) oder die Gegenriemen ebenfalls einen drehzahlgeregelten Antrieb aufweisen, und dass die Drehzahlen der Antriebe (39) für ein Treibrad (1) oder einen Treibriemen und das zugehörige Gegenrad (3) oder den zugehörigen Gegenriemen so miteinander gekoppelt sind, dass sie die gleiche
Transportgeschwindigkeit bereitstellen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Sensoren (45) zur Erfassung der Ausrichtung der
Kartons (13) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vorgeschaltete Zuführeinrichtung (5) und/oder eine nachgeschaltete Transportrichtung (7) umfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (5) zwei parallel
zueinander verlaufende Transportbänder (9), zwei parallel zueinander verlaufende Anpressbänder (15) und Mittel zum Einstellen der wirksamen Länge der
Anpressbänder (15) umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einstellen der wirksamen Länge der Anpressbänder (15) mindestens eine in ihrer Position veränderbare Umlenkrolle (19, 21) umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Umlenkrolle (19, 21) auf einem verschiebbaren Schlitten (23) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (7) zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder (29), zwei parallel zueinander verlaufende Anpressbänder (31) und Mittel zum Einstellen der wirksamen Länge der
Anpressbänder (31) umfasst.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einstellen der wirksamen Länge der Anpressbänder (31) mindestens eine in ihrer Position veränderbare Umlenkrolle (33, 35) umfasst.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Umlenkrolle (33, 35) auf einem verschiebbaren Schlitten (37) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoren (45) quer zu einer Transportrichtung (17) der Vorrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
15. Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei
Kartons (10, 12, 14) relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Vorrichtungen (2) zum Ausrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, und dass die Antriebe (3) beider
Vorrichtungen derart miteinander gekoppelt sind, dass die mindestens zwei Kartons (10, 12, 14) in
Transportrichtung (17) den gewünschten Abstand
zueinander haben.
16. Verfahren zum Ausrichten eines Kartons (13) mit einer Vorrichtung (2) zum Ausrichten nach einem der
vorhergehenden Ansprüche umfassend die Schritte Erfassen der tatsächlichen Ausrichtung eines Kartons (13) ,
Vergleichen der tatsächlichen Ausrichtung eines
Kartons (13) mit einer Soll-Ausrichtung oder Ermitteln eines Versatzes (DS) des Kartons (13),
Steuern der Antriebe (391, 39r) der
Transporteinrichtungen in Abhängigkeit des Versatzes (AS ) .
Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei
Kartons (10, 12) mit zwei Vorrichtungen (2.1, 2.2 ) zum Ausrichten nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfassend die Schritte
Erfassen der tatsächlichen Positionen beider Kartons (10, 12),
Vergleichen der tatsächlichen Relativ-Position beider Kartons (10, 12) mit einer Soll-Position,
Steuern der Antriebe (39) der Transportmittel beider Vorrichtungen in Abhängigkeit der Abweichung der tatsächlichen Relativ-Position beider Kartons (10, 12) von der Soll-Position.
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