DE102006017379A1 - Einrichtung zur Handhabung von Bobinen aus Verpackungsmaterial - Google Patents
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Abstract
Für die Versorgung von Maschinen, nämlich Verpackungsmaschinen mit als Bobine vorliegendem bahnförmigen Verpackungsmaterial, ist ein Bobinenlager (15) mit einem Portal (16) eingerichtet, in dem die Bobinen (10...13) auf Paletten (14) bereitgehalten sind. Ein Portalroboter (20) mit Knickarm (27) übergibt Bobinen (10...13) nach Bedarf an außerhalb des Portals (16) angeordnete Wickelaggregate (29...32). Von diesen werden die Materialbahnen nach entgegengesetzten Seiten in Richtung parallel zur Längserstreckung des Portals (16) zu den Verbrauchsmaschinen transportiert.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von Produktionsmaschinen mit Verbrauchsmaterial im Zusammenhang mit der Herstellung von Zigarettenpackungen, insbesondere Verpackungsmaschinen, insbesondere mit als Bobinen gewickelten Bahnen aus Papier, dünnem Karton, Folie oder Stanniol, wobei die Bobinen innerhalb eines aufrechte Stützen und einen oberen, im Wesentlichen horizontalen Tragrahmen aufweisenden Portals eines Materiallagers auf Paletten bereitgehalten und jeweils eine Bobine durch einen mit dem Portal verbundenen Roboter mit Hubkopf jeweils einem von mehreren Wickelaggregaten mit Arbeitszapfen zur Aufnahme je einer Bobine zuführbar sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Übergabe der Bobinen vom Roboter an einen Arbeitszapfen eines Wickelaggregats. Auch ist ein besonderer Hubkopf zum Erfassen und Transportieren von Bobinen Gegenstand der Erfindung.
- Leistungsfähige Anlagen für die Fertigung von Zigarettenpackungen oder ähnlichen Komplexen, aus mehreren Zuschnitten bestehenden Packungen weisen ein (Zwischen-)Lager auf zur Bereithaltung von Verpackungsmaterial für eine Anzahl von Verbrauchsmaschinen, insbesondere Verpackungsmaschinen. Das Lager ist durch ein lang gestrecktes, rechteckiges Portal definiert mit aufrechten Stützen und einem oberen horizontalen Tragrahmen. Die Bobinen sind innerhalb des Portals auf Paletten positioniert. Ein (Portal-)Roboter mit Hubkopf zum Erfassen je einer Bobine ist innerhalb des Portals verfahrbar zum Aufnehmen einer Bobine und zur Übergabe an ein Wickelaggregat. Mehrere Wickelaggregate sind innerhalb des Portals angeordnet (
DE 40 18 266 ). Im Bereich der Wickelaggregate werden die unterschiedlichen Bahnen des Verpackungsmaterials von den Bobinen abgezogen und in Richtung quer zur Längserstreckung des Portals den Maschinen zugeführt. Der Hubkopf des Roboters weist einen Transportzapfen auf, der zum Erfassen einer Bobine in deren Mittenöffnung verankert ist. - Bekannt ist weiterhin die Übergabe einer durch einen Überkopfförderer transportierten Bobine an einen schwenkbaren Arbeitszapfen einer Verpackungsmaschine in aufrechter Stellung unter Mithilfe einer auf dem Arbeitszapfen in Längsrichtung verschiebbaren Bordscheibe (
DE 42 21 052 ). Bei aufrechter Position des Arbeitszapfens wird die Bordscheibe in eine obere Endstellung gefahren. Die auf einem Transportzapfen des Überkopfförderers gehaltene Bobine wird bei axialer Ausrichtung auf den Arbeitszapfen freigegeben und gelangt durch Abwärtsbewegung auf die Bordscheibe. Diese wird sodann nach unten bewegt in eine Arbeitsstellung unter Mitnahme der Bobine. Danach wird der Arbeitszapfen in die horizontale Stellung bewegt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausgestaltung des Portals sowie der Handhabungsorgane für die Bobinen dahingehend zu verbessern, dass eine zuverlässige und leistungsfähige Versorgung der Wickelaggregate bzw. der Verbrauchsmaschinen gewährleistet ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einrichtung durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- a) die insbesondere mehreren Wickelaggregate befinden sich außerhalb des Portals unmittelbar benachbart zu einer Längsseite desselben,
- b) der Roboter weist einen in horizontaler Ebene schwenkbaren Auslegerarm auf, an dessen freien Ende der Hubkopf zum Erfassen einer Bobine angeordnet ist,
- c) der Auslegerarm ist so bemessen, dass in Verbindung mit dem in Längsrichtung des Portals verfahrbaren Roboter eine Bobine von einer Palette aufnehmbar und an jeweils ein zugeordnetes Wickelaggregat. außerhalb des Portals überführbar ist.
- Bei der Erfindung sind die Bereiche des Materiallagers einerseits und der Verarbeitung der Bobinen andererseits räumlich voneinander getrennt, sodass notwendige Maßnahmen an den Wickelaggregaten durchführbar sind, ohne hierfür den Bereich des Portals zu betreten. Weiterhin ist durch die Positionierung der Wickelaggregate außerhalb des Portals eine neuartige Führung der Materialbahnen möglich in Verbindung mit einer besseren Anordnung der Verpackungsmaschinen im Verhältnis zum Lager bzw. Portal.
- Eine Besonderheit sind Maßnahmen zur Übergabe von durch einen Bobinenförderer zugeführten Bobinen an einen Arbeitszapfen eines Wickelaggregats oder einer Verpackungsmaschine. Erfindungsgemäß werden die Bobinen auf einem Zwischenförderer abgelegt, der eine Übergabe an einen aufrechten Arbeitszapfen unabhängig von dem Bobinenförderer ermöglicht.
- Weiterhin ist die Ausbildung eines Hubkopfes für einen Bobinenförderer, insbesondere einen Roboter, eine erfinderische Besonderheit. Diese besteht darin, dass der Hubkopf zwei auf unterschiedlicher Arbeitsweise beruhende Halteorgane aufweist, nämlich zum einen einen in der Mittenöffnung der Bobine fixierbaren Transportzapfen und zum anderen ein an der Oberseite der Bobine wirkendes Saugorgan, insbesondere eine Saugglocke. Dadurch sind Bobinen mit großem Durchmesser und/oder großem Eigengewicht zuverlässig erfassbar und handhabbar.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Anlage zum Herstellen von Zigarettenpackungen in Draufsicht, -
2 eine Einzelheit der Anlage gemäß1 , nämlich ein Material- bzw. Bobinenlager in perspektivischer Darstellung, -
3 das Lager gemäß2 in Frontansicht, -
4 das Lager gemäß2 ,3 in Draufsicht, -
5 eine Einzelheit des Lagers gemäß2 bis4 in Frontansicht gemäß3 bei vergrößertem Maßstab, -
6 eine Einzelheit einer Station des Lagers, nämlich eines Wickelaggregats in Draufsicht entsprechend Pfeil VI in5 , -
7 eine weitere Einzelheit der Station gemäß5 in einem Querschnitt in der Schnittebene VII-VII der5 , -
8 die Einzelheit gemäß7 bei veränderter Position eines Organs, -
9 eine weitere Einzelheit des Bobinenlagers, nämlich einen Hubkopf eines Bobinenförderers im Vertikalschnitt, -
10 die Einzelheit gemäß9 bei veränderter Relativstellung von Organen des Hubkopfes, -
11 einen Querschnitt des Hubkopfes gemäß10 in Schnittebene XI-XI, -
12 eine Einzelheit XII des Hubkopfes gemäß10 in vergrößertem Maßstab. - In den Zeichnungen ist die Handhabung von Verpackungsmaterial im Zusammenhang mit der Fertigung von Packungen dargestellt. Konkret geht es um die Herstellung von Zigarettenpackungen in der Ausführung Klappschachtel bzw. Hinge Lid Pack. Bei der Fertigung dieses klassischen Typs einer Zigarettenpackung werden einerseits vorgefertigte Zuschnitte und andererseits bahnförmiges Material verarbeitet. Im Vordergrund steht die Handhabung der als Bobinen
10 ,11 ,12 ,13 zur Verfügung stehenden Materialbahnen. Die hinsichtlich des Materials und der Größe unterschiedlichen Bobinen10 ...13 dienen zum Herstellen von unterschiedlichen Zuschnitten der Packungen. Die Bobinen10 bestehen aus Stanniolbahnen für eine Innenumhüllung des Packungsinhalts (alternativ aus Papier). Die Bobinen11 sind zum Herstellen von Kragen bestimmt, bestehen demnach aus dünnem Karton. Die Bobinen12 sind gewickelte Bahnen aus Papier oder Folie für eine Umhüllung eines Packungsgebindes (Zigarettenstange). Schließlich bestehen die Bobinen13 aus gewickelten Folienbahnen (mit Aufreißfaden) für eine Außenumhüllung der (einzelnen) Packungen. - Die Bobinen
10 ...13 werden "sortenrein" auf Paletten14 zur Verfügung gestellt. Jeder Bobinensorte ist demnach eine Palette14 zugeordnet. Ein kompletter Satz derartiger Paletten14 ist im Bereich eines Bobinenlagers15 bereitgehalten. Das Bobinenlager15 ist von einem Portal16 , also einem im Wesentlichen rechteckigen bzw. quaderförmigen Traggestell umgeben. Ein oberer rechteckiger Rahmen17 ruht auf (vier) Eckstützen18 und Zwischenstützen19 entsprechend statischer Vorgaben. Die rückseitigen Zwischenstützen19 sind in gleichmäßigen Abständen angeordnet, sodass die Paletten14 im Bereich freier Zwischenräume zugeführt und positioniert werden können. - Zur Handhabung bzw. zum Transport der Bobinen
10 ...13 dient ein Bobinenförderer, nämlich ein Portalroboter20 . Dieser ist in besonderer Weise ausgebildet und angeordnet. Eine aufrechte Robotersäule21 ist am Portal16 in Längsrichtung desselben verfahrbar. Der Portalroboter20 ist außermittig angeordnet, nämlich an einem seitlichen Längsträger22 des Rahmens17 . An diesem ist innenseitig eine besondere Fahrschiene23 angebracht, an bzw. auf der ein Laufwerk des Portalroboters20 hin- und herbewegbar ist, und zwar durch einen ortsfesten Servomotor24 . - An der Robotersäule
21 ist ein Hubwerk25 auf- und abbewegbar, ebenfalls durch Motorantrieb. An dem Hubwerk25 ist ein Tragwerk für einen Hubkopf26 angebracht. Das Tragwerk besteht aus einem in horizontaler Ebene schwenkbaren Tragarm für den Hubkopf, und zwar in der Ausführung als Knickarm27 mit einem etwa mittigen Gelenk. Der Hubkopf26 ist demnach auf- und abbewegbar sowie in horizontaler Ebene aufgrund der Schwenkbarkeit des Knickarms27 und der zusätzlichen Bewegungskomponente durch das Gelenk in einer exakten Position auf die jeweils zu handhabende Bobine10 ...13 ausrichtbar. Das Portal16 ist im unteren Bereich, mit Abstand vom Boden, mit einem sich über drei Seiten des Portals16 erstreckenden Tragwerk versehen zur Erhöhung der Stabilität. Der Portalroboter bzw. dessen Robotersäule21 ist mit dem unteren Bereich an einem Längsprofil28 des Portals16 abgestützt. - Die im Bobinenlager
15 bereitgehaltenen Bobinen10 ...13 sind von dem Portalroboter20 an Verbrauchsmaschinen zu übergeben. Es handelt sich dabei um Wickelaggregate29 ,30 ,31 ,32 . Diese auch als Splicer bezeichneten Vorrichtungen dienen zum Abziehen der Materialbahnen von den jeweiligen Bobinen10 ...13 und zur unmittelbaren Zuführung der Bahnen zu den jeweiligen Verpackungsmaschinen. Jedes Wickelaggregat29 ...32 weist mindestens zwei Halterungen für Bobinen10 ...13 auf, nämlich quer abstehende, horizontal gerichtete Arbeitszapfen33 ,34 . Diese treten jeweils in eine Mittenöffnung35 der Bobine10 ...13 ein. Die Mittenöffnung35 wird üblicherweise durch einen hülsenförmigen, zylindrischen Bobinenkern36 gebildet, auf den die jeweilige Materialbahn aufgewickelt ist. Jedes Wickelaggregat29 ...32 ist demnach mit einer aktiven Bobine und einer Reservebobine bestückt. Um die jeweils neue Bobine an die ablaufende Bahn anzuschließen, ist jedes Wickelaggregat29 ...32 mit einem Spliceorgan37 versehen. Eine Besonderheit besteht darin, dass alle Wickelaggregate29 ...32 außerhalb des Portals16 positioniert sind, und zwar in paralleler Ausrichtung entlang einer Längsseite. - Die Wickelaggregate
29 ...32 sind außerhalb des Bobinenlagers15 bzw. außerhalb des Portals16 so positioniert, dass ein Zugang im Bereich der Frontseite und der Rückseite möglich ist, ohne dabei den Bereich des Portals16 zu betreten. Des Weiteren ist die Relativstellung in Verbindung mit der Bemessung und Bewegbarkeit des Portalroboters20 so gewählt, dass der Hubkopf26 jede Bobine10 ...13 im Bereich des Portals16 erfassen und dem jeweils zutreffenden Wickelaggregat29 ...32 übergeben kann. Zweckmäßigerweise sind die Paletten14 unmittelbar benachbart zu dem die betreffenden Bobinen10 ...13 aufnehmenden Wickelaggregat29 ...32 positioniert. - Eine Besonderheit ist die Übergabe der Bobinen
10 ...13 vom Bobinenförderer bzw. vom Hubkopf26 an einen Zapfen bzw. Arbeitszapfen33 ,34 einer das jeweilige Material verarbeitenden Vorrichtung. Die beiden Arbeitszapfen33 ,34 jedes Wickelaggregats29 ...32 sind schwenkbar gelagert, nämlich zwischen einer horizontalen Arbeitsstellung (8 ) und einer aufrechten Aufnahmestellung kippbar. Die beiden Zapfen33 ,34 jedes Wickelaggregats29 ...32 sind unabhängig voneinander bewegbar und jeweils auf einer Welle38 für die Schwenkbewegungen gelagert. Antrieb und Schwenklager befinden sich innerhalb eines Gehäuses39 mit einer sich über Eck erstreckenden Öffnung40 für den Durchtritt der Arbeitszapfen33 ,34 während der Endstellungen und während der Schwenkbewegung. - Die Bobinen
10 ...13 werden nach Bedarf den Wickelaggregaten29 ...32 zugeführt und jeweils an einen Arbeitszapfen33 ,34 in aufrechter Position (7 ) übergeben. Hierzu ist jedem Arbeitszapfen33 ,34 ein Zwischenförderer für die Bobinen10 ...13 zugeordnet. Dieser übernimmt die Bobine10 ...13 vom Hubkopf26 und übergibt diese an den jeweiligen aufrechten Arbeitszapfen33 ,34 . Der Zwischenförderer ist so ausgebildet, dass nach Übergabe der Bobine10 ...13 an den Arbeitszapfen33 ,34 dieser in die horizontale Arbeitsstellung verschwenkt werden kann ohne Beeinträchtigung durch den separat bewegbaren Zwischenförderer. Dieser ist vorzugsweise als Tragplatte41 ausgebildet und im Wesentlichen mittig oberhalb des Arbeitszapfens33 ,34 angeordnet. Jede Tragplatte41 ist eigenständig bewegbar, nämlich heb- und senkbar. Die Tragplatte41 ist deshalb an einer Hubvorrichtung angebracht, im vorliegenden Falle an (zwei) Hubstangen42 , die beispielsweise durch einen Druckmittelzylinder auf- und abbewegbar sind. - Die jeweilige Bobine
10 ...13 wird durch den Hubkopf26 auf der zutreffenden Tragplatte41 in einer oberen Aufnahmestellung abgelegt (5 ). Zur Übergabe an einen aufrechten Arbeitszapfen33 ,34 wird die Tragplatte41 abgesenkt. Eine mittige Öffnung in der Tragplatte41 , nämlich ein in Richtung der Schwenkbewegung des Arbeitszapfens33 ,34 offenes Langloch43 , ermöglicht die Übertragung der Bobine10 ...13 auf den Arbeitszapfen33 ,34 infolge der Absenkbewegung. Der Arbeitszapfen33 ,34 tritt dabei in die Mittenöffnung35 der Bobine10 ...13 ein. - Der Zwischenförderer bzw. die Tragplatte
41 wird relativ zum Arbeitszapfen33 ,34 soweit abgesenkt, bis die Bobine10 ...13 Anlage an einem Anschlag auf dem Arbeitszapfen33 ,34 erhält, nämlich an einer Querschnittsvergrößerung bzw. an einem Bund44 . Dieser ist so angebracht, dass die Bobine bei Anlage an diesem Anschlag die exakte Arbeitsposition auf dem Zapfen einnimmt. Der Zwischenförderer bzw. die Tragplatte41 kommt nun aufgrund fortgesetzter Bewegung von der Bobine frei, nämlich durch Abwärtsbewegung (7 , strichpunktierte Linien). Nun wird der Arbeitszapfen33 ,34 mit Bobine in die horizontale Arbeitsstellung bewegt, wobei der Arbeitszapfen33 ,34 über die offene Seite des Langlochs43 aus dem Bereich der Tragplatte41 herausbewegt wird. Diese kann sodann in die obere Ausgangs- bzw. Aufnahmestellung zurückbewegt werden. Die Beschickung der Wickelaggregate29 ...32 kann demnach unabhängig von der Stellung der Arbeits zapfen33 ,34 erfolgen, sodass eine besonders leistungsfähige Materialversorgung gegeben ist. - Die Positionierung der Wickelaggregate
29 ...32 außerhalb des Portals16 ermöglicht ein Abwickeln der Materialbahnen von den Bobinen10 ...13 ohne Umlenkung "über Eck" unmittelbar in Richtung zu Verbrauchsmaschinen, nämlich Verpackungsmaschinen. Die Materialbahnen werden von der jeweiligen Bobine10 ...13 kommend in aufrechter Ebene gefördert und sodann mittels Umlenkwalzen45 in eine horizontale Förderebene umgelenkt. Die jeder Bahn zugeordneten Umlenkwalzen45 sind in versetzten Positionen angeordnet, sodass die Bahnen in der Höhe nach versetzten horizontalen Ebenen abtransportiert werden können (2 ,3 ). - Durch die vorgenannte Bewegungsrichtung der Materialbahnen ist eine besondere Positionierung der Verpackungsmaschinen in Bezug auf das Bobinenlager
15 bzw. Portal16 möglich (lay-out). Wie insbesondere aus1 ersichtlich, sind materialverbrauchende Maschinen zu beiden Seiten des Portals16 bzw. der Reihe der Wickelaggregate29 ...32 angeordnet. Bei dem vorliegenden Beispiel ist auf der einen Seite des Bobinenlagers15 eine Verpackungsmaschine zum Herstellen der Zigarettenpackungen positioniert, nämlich ein HL-Packer46 für die Fertigung von Hinge Lid Packs. Entsprechend dem üblichen Aufbau dieses Packungstyps werden zwei Materialbahnen dem HL-Packer46 zugeführt. Eine verhältnismäßig schmale Kragenbahn47 aus dünnem Karton wird von der Bobine11 im Bereich des (ersten) Wickelaggregats29 abgezogen und verläuft entlang einer unteren Förderebene. Des Weiteren wird eine Stanniolbahn48 zum HL-Packer46 geführt, und zwar in der oberen Ebene, ausgehend von dem (zweiten) Wickelaggregat30 mit den Bobinen10 . Die Bahnen47 ,48 gelangen aufgrund der Relativstellung unmittelbar zu den verarbeitenden Aggregaten des HL-Packers46 . - Zuschnitte für diesen Packungstyp werden üblicherweise außerhalb der Verpackungsanlage gefertigt und als Zuschnittstapel auf Paletten angeliefert. Eine gesonderte Stapelstation
49 verarbeitet dieses Verpackungsmaterial, indem die Zuschnittstapel auf einen Stapelförderer50 aufgesetzt und zum HL-Packer46 transportiert werden. Dieser ist in üblicher Weise mit einem Zuschnittmagazin ausgerüstet, der die Zuschnittstapel übernimmt zur Vereinzelung und Übergabe an einen Faltrevolver. - Die fertigen Zigarettenpackungen werden von dem HL-Packer
46 kommend unter Umgehung des Bobinenlagers15 weiteren Packmaschinen zugeführt, und zwar durch einen in Draufsicht U-förmig angeordneten Packungsförderer51 . Dieser ist als Überkopfförderer ausgebildet und transportiert die Packungen zu einer Packmaschine für die Außenumhüllung, nämlich zu einem Cellopacker52 . Dieser bringt eine Außenumhüllung aus Folie an den vom HL-Packer46 kommenden Packungen an. Die damit komplettierten Packungen werden an einen anschließenden Gebindepacker53 übergeben zur Herstellung von Gebindepackungen, sogenannten Zigarettenstangen. Zu diesem Zweck wird durch den Gebindepacker53 eine Gruppe von Packungen in einen Gebindezuschnitt aus Papier oder Folie eingehüllt. - Den letztgenannten Packern
52 ,53 sind die Wickelaggregate31 ,32 zugeordnet. Deren Materialbahnen werden in zu den Wickelaggregaten29 ,30 entgegengesetzter Richtung gefördert. In einer unteren Ebene verläuft eine Folienbahn54 , die von den (Folien-)Bobinen13 des randseitigen Wickelaggregats32 abgezogen werden. Diese Folienbahn54 führt zum Cellopacker52 . Im Bereich des Wickelaggregats31 werden die Bobinen12 für die Gebindeumhüllung bereitgehalten. Eine Folien- oder Papierbahn55 führt von einer Umlenkwalze45 kommend in einer Ebene oberhalb der Folienbahn54 zum Gebindepacker53 und wird dabei oberhalb des Cellopackers52 gefördert. - Eine weitere Besonderheit ist die Ausbildung des Hubwerks
25 bzw. des Hubkopfes26 zur Handhabung, nämlich zum Heben und Transportieren von Bobinen mit einer Mittenöffnung35 . Der an einem Hubwerk, hier an einem Knickarm27 , angebrachte Hubkopf26 weist einen in die Mittenöffnung35 eintretenden Zapfen, nämlich einen Transport- bzw. Tragzapfen78 auf, der innerhalb der Mittenöffnung35 bzw. innerhalb des Bobinenkerns36 durch Klemmorgane verspannt wird. Der zylindrische Zapfen78 ist als Hohlkörper ausgebildet mit einem ringförmigen bzw. zylindrischen Mantel56 . Dieser ist im Außendurchmesser geringfügig kleiner als die Mittenöffnung35 . Der Mantel56 ist mit einem oberen Tragstück verbunden, nämlich mit einer Kopfplatte57 . Diese ist an einem mit dem Ausleger bzw. Knickarm27 verbundenen Tragwerk angebracht. Es handelt sich hier um eine oder mehrere Tragstangen58 ,59 . Innerhalb des Tragzapfen78 sind in Quer- bzw. Radialrichtung ausfahrbare Klemmorgane gelagert, nämlich Klemmbacken60 . Mehrere, im vorliegenden Falle fünf stegartige Klemmbacken60 sind mit gleichen Abständen voneinander in Umfangsrichtung des Zapfens78 verteilt (11 ). In Klemmstellung liegen die Klemmbacken60 mit ihren Außenflächen an dem Bobinenkern36 an. - Den mehreren Klemmbacken
60 ist innerhalb des Zapfens78 ein gemeinsames Betätigungsorgan zugeordnet. Es handelt sich dabei um einen Spannkegel61 , der mittig innerhalb des Mantels56 bewegbar angeordnet ist. Der Spannkegel61 weist eine nach oben konvergierende, also schräg gerichtete Spannfläche62 auf, an der die Klemm backen60 mit entsprechend geneigten Gegenflächen63 anliegen. Durch Aufwärtsbewegung des mittig angeordneten Spannkegels61 werden durch die Wirkung von Spannflächen62 und Gegenflächen63 die Klemmbacken60 gemeinsam in Radialrichtung nach außen in die Klemmstellung bewegt. Die Klemmbacken60 treten dabei durch schlitzartige Ausnehmungen64 im Zapfen bzw. im Mantel56 hindurch. Dem Spannkegel61 ist ein Betätigungsorgan zugeordnet, nämlich ein mittig oberhalb bzw. auf der Kopfplatte57 angeordneter Druckmittelzylinder65 (Kurzhubzylinder). Dieser ist über eine Kolbenstange mit dem Spannkegel61 verbunden und für Auf- und Abbewegungen des Spannkegels61 steuerbar. Die mit gleichen Winkelabständen voneinander positionierten (fünf) Klemmbacken60 sind unter Gewährleistung der Relativbewegung mit dem Spannkegel61 verbunden, insbesondere mittels Schwalbenschwanzführung77 . - Der Zapfen bzw. Tragzapfen
78 verwirklicht eine gewichtsabhängige Klemmkraftverstärkung an den Klemmbacken60 . Zu diesem Zweck ist der Mantel56 unter elastischem Druck als gesondertes Werkstück (mittelbar) mit der Kopfplatte57 verbunden. Im Mantel56 ist eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten Tragbolzen66 in entsprechenden Bohrungen geführt. Diese sind fest mit der Kopfplatte57 verbunden. Der Mantel56 ruht auf Federn67 , die auf einem unterem Endanschlag68 jedes Tragbolzens66 abgestützt sind. Bei erhöhter abwärts gerichteter Belastung des Mantels56 wird dieser unter Zusammendrücken der Federn67 relativ zur Kopfplatte57 abwärts bewegt. Da die Relativstellung des Spannkegels61 unverändert bleibt, bewirkt die Abwärtsbewegung des Mantels56 eine Druckerhöhung im Bereich der Flächen62 ,63 und damit eine Erhöhung der Klemmkraft, ausgelöst durch das Eigengewicht der Bobine. - Eine weitere Besonderheit ist die Ausbildung des Hubkopfes
26 mit einem zweiten, eigenständigen Hubmittel. Es handelt sich dabei um ein Saugorgan, nämlich eine ringförmige Saugglocke69 . Diese besteht aus einem nach unten offenen Hohlkörper, der auf eine Oberseite der zu handhabenden Bobine10 ...13 aufgesetzt wird. Die Saugglocke69 wird mittels Unterdruck an der Bobine fixiert. Zu diesem Zweck ist die Saugglocke69 als ringförmiger Hohlkörper ausgebildet. Ein Innenraum70 ist an eine Saugleitung71 angeschlossen, die zu einer Unterdruckquelle führt. Um einen ausreichenden Unterdruck im Innenraum70 zu erzeugen, sind mehrere, mindestens zwei derartige Saugleitungen71 vorgesehen. Die Abmessung der ringförmigen Saugglocke69 ist so gewählt, dass eine nach unten gerichtete Saugöffnung72 mit einem Teilbereich auch den Bobinenkern36 abdeckt (9 ). - Die Saugglocke
69 ist als zusätzliches Hubmittel relativ zum Tragzapfen78 auf- und abbewegbar. Zu diesem Zweck ist die Saugglocke69 über eine Verbindung73 an ein Führungsstück74 angeschlossen. Dieses ist auf einer Stange, nämlich auf der Tragstange59 , auf- und abverschiebbar unter Mitnahme der Saugglocke69 . Diese kann in beliebiger Relativstellung zum Tragzapfen78 fixiert werden, und zwar durch ein Klemmorgan75 . Es handelt sich dabei um eine Klemmpatrone, die mittels Druckluft auf einem Gegenorgan fixiert werden kann. Die Druckluft wird über eine Leitung76 zugeführt. Das Klemmorgan75 ist auf der Tragstange58 gelagert und an dieser in beliebiger Stellung fixierbar, wodurch eine entsprechende Stellung der Saugglocke69 bestimmt ist. - Beim Einsatz des so ausgebildeten kombinierten Hubkopfes
26 wird der Zapfen78 in die Mittenöffnung35 eingeführt, und zwar vorzugsweise bis in einen unteren Bereich (10 ). In dieser Stellung werden die Klemmbacken60 ausgefahren zur Fixierung des Zapfens78 . Die Saugglocke69 liegt bei entspanntem Klemmorgan75 auf der Oberseite der Bobine (9 ). Bei der fortgesetzten Einführbewegung des Zapfens78 gleitet das Führungsstück74 auf der Tragstange59 in Abwärtsrichtung. Wenn der Zapfen78 die Klemmstellung erreicht hat und fixiert ist, wird das Klemmorgan75 betätigt und damit die Saugglocke69 in der Stellung zum Erfassen der Bobine10 ...13 mittels Saugluft fixiert, also in der Anlageposition gemäß10 . Nunmehr wird die Saugglocke69 mit Unterdruck beaufschlagt, sodass beim Anheben der Bobine10 ...13 Tragkraft sowohl innerhalb des Bobinenkerns36 als auch auf die Oberseite der Bobine übertragen wird. Der so ausgebildete Hubkopf26 ist bei beliebigen Huborganen für Bobinen einsetzbar. - Die dargestellte und beschriebene Einrichtung bzw. Anlage ist bei analoger Umstellung und Anpassung auch für die Fertigung von anderen Packungstypen, insbesondere Zigarettenpackungen, wie Weichbecherpackungen oder Packungen des Typs Shell and Slide geeignet.
-
- 10
- (Kragen-)Bobine
- 11
- (Stanniol-)Bobine
- 12
- (Stangen-)Bobine
- 13
- (Folien-)Bobine
- 14
- Palette
- 15
- Bobinenlager
- 16
- Portal
- 17
- Rahmen
- 18
- Eckstütze
- 19
- Zwischenstütze
- 20
- Portalroboter
- 21
- Robotersäule
- 22
- Längsträger
- 23
- Fahrschiene
- 24
- Servomotor
- 25
- Hubwerk
- 26
- Hubkopf
- 27
- Knickarm
- 28
- Längsprofil
- 29
- Wickelaggregat
- 30
- Wickelaggregat
- 31
- Wickelaggregat
- 32
- Wickelaggregat
- 33
- Arbeitszapfen
- 34
- Arbeitszapfen
- 35
- Mittenöffnung
- 36
- Bobinenkern
- 37
- Spliceorgan
- 38
- Welle
- 39
- Gehäuse
- 40
- Öffnung
- 41
- Tragplatte
- 42
- Hubstange
- 43
- Langloch
- 44
- Bund
- 45
- Umlenkwalze
- 46
- HL-Packer
- 47
- Kragenbahn
- 48
- Stanniolbahn
- 49
- Stapelstation
- 50
- Stapelförderer
- 51
- Packungsförderer
- 52
- Cellopacker
- 53
- Gebindepacker
- 54
- Folienbahn
- 55
- Papierbahn
- 56
- Mantel
- 57
- Kopfplatte
- 58
- Tragstange
- 59
- Tragstange
- 60
- Klemmbacke
- 61
- Spannkegel
- 62
- Spannfläche
- 63
- Gegenfläche
- 64
- Ausnehmung
- 65
- Druckmittelzylinder
- 66
- Tragbolzen
- 67
- Feder
- 68
- Endanschlag
- 69
- Saugglocke
- 70
- Innenraum
- 71
- Saugleitung
- 72
- Saugöffnung
- 73
- Verbindung
- 74
- Führungsstück
- 75
- Klemmorgan
- 76
- Leitung
- 77
- Schwalbenschwanzführung
- 78
- Tragzapfen
Claims (20)
- Einrichtung zur Versorgung von Produktionsmaschinen im Zusammenhang mit der Herstellung von Zigarettenpackungen oder ähnlichen Packungen, insbesondere zur Versorgung von Verpackungsmaschinen, mit Verbrauchsmaterial, nämlich als Bobinen (
10 ,11 ,12 ,13 ) gewickelten Bahnen aus Papier, dünnem Karton, Folie oder Stanniol, wobei die Bobinen (10 ...13 ) innerhalb eines aufrechte Stützen (18 ,19 ) und einen oberen im Wesentlichen horizontalen Rahmen (17 ) aufweisenden Portals (16 ) eines Bobinenlagers (15 ) auf Paletten (14 ) bereitgehalten und jeweils eine Bobine (10 ...13 ) durch einen mit dem Portal (16 ) verbundenen Roboter bzw. Portalroboter (20 ) mit Hubkopf (26 ) jeweils einem von mehreren Wickelaggregaten (29 ...32 ) mit Arbeitszapfen (33 ,34 ) zur Aufnahme je einer Bobine (10 ...13 ) zuführbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die insbesondere mehreren Wickelaggregate (29 ...32 ) befinden sich außerhalb des Portals (16 ) unmittelbar benachbart zu einer Längsseite desselben, b) der Portalroboter (20 ) weist einen in horizontaler Ebene schwenkbaren Auslegerarm auf, insbesondere einen Knickarm (27 ), an dessen freiem Ende der Hubkopf (26 ) zum Erfassen einer Bobine (10 ...13 ) angeordnet ist, c) der Auslegerarm bzw. Knickarm (27 ) ist so bemessen, dass in Verbindung mit dem in Längsrichtung des Portals (16 ) verfahrbaren Portalroboter (20 ) eine Bobine (10 ...13 ) von einer Palette (14 ) aufnehmbar und an jeweils ein zugeordnetes Wickelaggregat (29 ...32 ) außerhalb des Portals (16 ) überführbar ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm bzw. Knickarm (
27 ) an einer aufrechten Robotersäule (21 ) auf- und abbewegbar und die Robotersäule (21 ) an einem den Wickelaggregaten (29 ...32 ) zugekehrten Längsträger (22 ) des Portals (16 ) in Richtung des Längsträgers (22 ) verfahrbar ist, vorzugsweise unter Abstützung an einem unteren Längsprofil (28 ). - Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Bobinenlagers (
15 ) bzw. des Portals (16 ) mindestens eine Palette (14 ) mit Bobinen (10 ...13 ) für jedes Wickelaggregat (29 ...32 ) angeordnet sind, vorzugsweise vier jeweils sortenrein mit Bobinen (10 ...13 ) beladene Paletten (14 ) für vier Wickelaggregate (29 ...32 ), wobei vorzugsweise die Paletten (14 ) benachbart zu den zugeordneten Wickelaggregaten (29 ...32 ) angeordnet sind. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Wickelaggregate (
29 ...32 ) Materialbahnen von den Bobinen (10 ...13 ) in Richtung parallel zur Längserstreckung des Portals (16 ) abförderbar sind, insbesondere jeweils gruppen- bzw. paarweise nach entgegengesetzten Richtungen. - Einrichtung nach Anspruch 4 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahnen von den Wickelaggregaten (
29 ...32 ) bzw. den Arbeitszapfen (33 ,34 ) derselben zuerst in aufrechter und sodann aufgrund Umlenkung im Bereich einer Umlenkwalze (45 ) in horizontaler Ebene förderbar sind, wobei jeweils in derselben Richtung transportierte Bahnen in übereinander liegenden Förderebenen geführt sind. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fertigung von Packungen mit gesondert hergestelltem Zuschnitt, insbesondere für die Fertigung von Zigarettenpackungen des Typs Klappschachtel, ein gesondertes Materiallager für Zuschnittstapel benachbart zu einem HL-Packer (
46 ) angeordnet ist mit einer Stapelstation (49 ) zur Übergabe von Zuschnittstapeln an den HL-Packer (46 ), wobei die vom HL-Packer (46 ) gefertigten Packungen durch einen Packungsförderer (51 ) außerhalb des Bereichs des Bobinenlagers (15 ), vorzugsweise über Kopf, einem Cellopacker (52 ) zuführbar sind. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobinen (
10 ...13 ) durch einen Bobinenförderer, insbesondere durch den Portalroboter (20 ) bzw. durch einen am Auslegerarm des Portalroboters (20 ) angeordneten Hubkopf (26 ) auf einem bewegbaren Zwischenträger im Bereich eines der Wickelaggregate (29 ...32 ) oder dergleichen absetzbar und von dem Zwischenträger einem zugeordneten Arbeitszapfen (33 ,34 ) zuführbar sind. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wickelaggregat (
29 ...32 ) zwei im Abstand voneinander angeordnete, in Arbeitsstellung horizontal gerichtete Arbeitszapfen (33 ,34 ) für je eine Bobine (10 ...13 ) aufweist, wobei die Arbeitszapfen (33 ,34 ) unabhängig voneinander um eine horizontale Achse schwenkbar sind aus der horizontalen Arbeitsstellung in eine aufrechte Übernahmestellung zum Empfang einer Bobine (10 ...13 ) vom Zwischenträger. - Einrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger für jeweils eine Bobine (
10 ...13 ) aus einem auf- und abbewegbaren Tragorgan besteht, insbesondere aus einer Tragplatte (41 ), wobei die auf dem Zwischenträger bzw. auf der Tragplatte (41 ) abgesetzte Bobine (10 ...13 ) durch Abwärtsbewegung des Zwischenträgers bzw. der Tragplatte (41 ) auf dem aufrechten Arbeitszapfen (33 ,34 ) übertragbar und der Zwischenträger bzw. die Tragplatte (41 ) sodann aus dem Bereich des Tragzapfens (33 ,34 ) bewegbar ist, derart, dass dieser mit der Bobine (10 ...13 ) in die horizontale Arbeitsstellung schwenkbar ist. - Einrichtung nach Anspruch 9 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenträger bzw. die Tragplatte (
41 ) eine Öffnung aufweist, insbesondere ein mit der Mittenöffnung (35 ) einer Bobine (10 ...13 ) korrespondierendes Langloch (43 ), welches in Richtung der Schwenkbewegung eines Arbeitszapfens (33 ,34 ) offen ist. - Einrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bobine (
10 ...13 ) durch den Zwischenträger bzw. die Tragplatte (41 ) durch Abwärtsbewegung auf einem Vorsprung bzw. einem Bund (44 ) des Arbeitszapfens (33 ,34 ) entsprechend der Arbeitsstellung der Bobine (10 ...13 ) absetzbar und die Tragplatte (41 ) sodann weiter abwärts bewegbar ist, derart, dass die Bobine (10 ...13 ) ausschließlich auf dem Arbeitszapfen (33 ,34 ) ruht, wobei nach Bewegung des Arbeitszapfens (33 ,34 ) in die Arbeitsstellung die Tragplatte (41 ) durch Aufwärtsbewegung in eine obere Aufnahmestellung für eine Bobine (10 ...13 ) zurückkehrt. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Bobinenförderer, insbesondere der Knickarm (
27 ) des Portalroboters (20 ), weist einen Hubkopf (26 ) mit abwärts gerichtetem Transport- bzw. Tragzapfen (78 ) zum Eintritt in eine Mittenöffnung (35 ) einer Bobine (10 ...13 ) auf, b) der Transport- bzw. Tragzapfen (78 ) ist mit quer- bzw. radialbewegbaren Klemmorganen versehen zum Fixieren des Transport- bzw. Tragzapfens (78 ), c) die Klemmorgane sind Klemmbacken (60 ), die durch ein Betätigungsorgan insbesondere durch einen auf- und abbewegbaren Spannkegel (61 ) im Zusammenwirken von Spannflächen (62 ) und Gegenflächen (63 ) radial nach außen bewegbar sind. - Einrichtung nach Anspruch 12 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere stegartige Klemmbacken (
60 ) längs des Umfangs des Tragzapfens (78 ) mit gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet und durch einen mittigen Spannkegel (61 ) gemeinsam beaufschlagbar sind. - Einrichtung nach Anspruch 12 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (
60 ) formschlüssig, jedoch relativ bewegbar mit dem Spannkegel (61 ) verbunden sind, insbesondere über eine entsprechend den Spannflächen (62 ) und Gegenflächen (63 ) schräg gerichtete Schwalbenschwanzverbindung (77 ). - Einrichtung nach Anspruch 12 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch, folgende Merkmale: a) der Tragzapfen (
78 ) besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel (56 ), b) der Mantel (56 ) ist relativ zu einem Tragteil des Tragzapfens (78 ), insbesondere relativ zu einer oberen, quer gerichteten Trag- bzw. Kopfplatte (57 ), auf- und abbewegbar, c) die Klemmbacken (60 ) sind mit dem Mantel (56 ) verbunden, insbesondere radial verschiebbar in jeweils einer Ausnehmung (64 ) des Mantels (56 ) gelagert, d) der Mantel (56 ) ist aufgrund der Belastung durch eine Bobine (10 ) mit den Klemmbacken (60 ) relativ zum Spannkegel (61 ) abwärts bewegbar unter Erhöhung der Spannkräfte durch die Klemmbacken (60 ). - Einrichtung nach Anspruch 15 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hülse ausgebildete Mantel (
56 ) über achsparallele bzw. aufrechte Tragbolzen (66 ) mit der Kopfplatte (57 ) des Tragzapfens (78 ) verbunden ist, wobei der Mantel (56 ) auf an den Tragbolzen (66 ) angeordneten Federn (67 ) elastisch abgestützt und in Ausgangsstellung gegen die Kopfplatte (57 ) gedrückt ist. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein Hubkopf (
26 ) eines Bobinenförderers, insbesondere eines Portalroboters (20 ), weist einen Transport- bzw. Tragzapfen (78 ) zum Eintritt in eine Mittenöffnung (35 ) der Bobine (10 ...13 ) auf, b) der Hubkopf (26 ) weist als weiteres Tragorgan zum Erfassen und Halten der Bobine (10 ...13 ) ein pneumatisches Huborgan auf, insbesondere eine Saugglocke (69 ), die mittels Unterdruck an einer Oberseite der Bobine (10 ...13 ) fixierbar ist. - Einrichtung nach Anspruch 17 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugglocke (
69 ) ringförmig ausgebildet ist zum Erfassen einer Bobine (10 ...13 ) in einem Bereich konzentrisch zur Mittenöffnung (35 ) und insbesondere unmittelbar benachbart zu dieser. - Einrichtung nach Anspruch 17 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugglocke (
69 ) relativ zum Tragzapfen (78 ) verstellbar am Hubkopf (26 ) gelagert ist, insbesondere an einer als Verbindung zwischen dem Bobinenförderer bzw. einem Auslegerarm desselben und dem Tragzapfen (78 ) dienenden, aufrechten Führungs- bzw. Tragstange (58 ), derart, dass die Saugglocke (69 ) in beliebiger Relativstellung zum Tragzapfen (78 ) fixierbar ist. - Einrichtung nach Anspruch 19 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugglocke (
69 ) mit einem Klemmorgan (75 ) bzw. einer pneumatisch beaufschlagbaren Klemmpatrone zur steuerbaren Fixierung der Stellung der Saugglocke (69 ) durch Festsetzen des Klemmorgans verbunden ist.
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