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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Siegeln einer
Deckelfolie auf eine Verpackungsmulde mit einer Siegelvorrichtung,
die nach einer Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung angeordnet ist,
die ein Sammelband, das von einem Motor angetrieben ist und das
bezogen auf die Transportrichtung der Verpackungsmulden vor der
Siegelvorrichtung angeordnet ist, ein Zuführband, das die Verpackungsmulden
zu dem Sammelband transportiert und von einem Motor angetrieben
ist, und einen Sensor aufweist, der im Bereich des Zuführbandes
angeordnet ist. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren zum Siegeln einer Deckelfolie an eine Verpackungsmulde
mit einer Siegelvorrichtung, bei dem ein Format bestehend aus mehreren
Verpackungsmulden gleichzeitig mit einer Deckelfolie verschlossen
wird, wobei die Verpackungsmulden eines Formates vor dem Siegeln
auf einem Sammelband im richtigen Abstand zueinander angeordnet
werden, die Verpackungsmulden von einem Zuführband an das Sammelband übergeben
werden und im Bereich des Zuführbandes
ein Sensor angeordnet ist, wobei der Sensor oder eine damit verbundene
Steuerungseinrichtung die erfassten Verpackungsmulden zählt und
bei Vorliegen eines vollständigen
Formates die Transportgeschwindigkeit des Zuführbandes erhöht wird.
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Die
gattungsmäßige Vorrichtung
bzw. das gattungsgemäße Verfahren
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen
werden mehrere Verpackungsmulden, ein sogenanntes Format, gleichzeitig
von einem Sammelband in die Siegelvorrichtung und von der Siegelvorrichtung
auf ein Wegführband
transportiert. Dafür
müssen
die Verpackungsmulden auf dem Sammelband in dem Abstand zueinander
angeordnet werden, in dem sie später
auch mit einer Deckelfolie versehen werden. Die
EP 0 680 880 beschreibt z.B. eine
Zuführeinheit, bei
der es möglich
ist, die äquidistale
Aufreihung der Container auf einem Sammelband durchzuführen. Das
dort beschriebene System ist jedoch vergleichsweise aufwändig und
eignet sich nicht für
eine Containerzuführung,
bei der die ursprünglichen
Abstände der
Container zueinander sehr gering sind.
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Es
war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Siegeln einer Deckelfolie
auf eine Verpackungsmulde mit einer Siegelvorrichtung, die nach
einer Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung
angeordnet ist, die ein Sammelband, das von einem Motor angetrieben
ist und das bezogen auf die Transportrichtung der Verpackungsmulden
vor der Siegelvorrichtung angeordnet ist, ein Zuführband,
das die Verpackungsmulden zu dem Sammelband transportiert und von
einem Motor angetrieben ist und einen Sensor aufweist, der im Bereich
des Zuführbandes
angeordnet ist, wobei die Motoren und der Sensor jeweils Signale
an eine Steuereinheit senden, die diese Signale so verarbeitet,
dass zu jedem Zeitpunkt die genaue Position der jeweiligen Verpackungsmulde
auf dem Sammelband und dem Zuführband
bekannt ist.
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Es
war für
den Fachmann überaus
erstaunlich und nicht zu erwarten, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein Sensor ausreicht, um die Aufreihung der Verpackungsmulden im
richtigen Abstand auf dem Sammelband durchzuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist einfach und kostengünstig
zur Verfügung
zu stellen und zu betreiben. Bei einer Notabschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann diese zu jeder Zeit wieder in Betrieb genommen werden, ohne
dass das Zuführband
bzw. das Sammelband vorher entleert werden müßte.
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Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung eine Siegelvorrichtung auf, mit der die Deckelfolie
unter Druck- und Temperatureinfluß an mehrere Verpackungsmulden,
die gemeinsam ein sogenanntes Format darstellen, gesiegelt werden.
Dafür werden
die Verpackungsmulden mit einem Greifer von einem Sammelband entnommen
und in einen Siegelrahmen plaziert. Mit demselben Greifer werden
die mit Deckelfolie versehenen Verpackungsmulden dann wieder aus
dem Siegelrahmen entfernt und auf ein weiteres Transportband plaziert.
Für diesen
Vorgang ist es wichtig, dass die Verpackungsmulden eines Formates
bereits auf dem Sammelband in dem Abstand zueinander angeordnet
sind, der dem Abstand der Siegelrahmen innerhalb der Siegelvorrichtung zueinander
entspricht. In diesen Siegelrahmen ist der Abstand der Verpackungsmulden
zueinander in der Regel gleich, kann aber auch jeweils unterschiedlich sein.
Vor dem Sammelband ist ein sogenanntes Zuführband angeordnet, das die
Verpackungsmulden, die zueinander einen beliebigen Abstand aufweisen können, zu
dem Sammelband transportiert. Sowohl das Sammelband als auch das
Zuführband
weisen jeweils einen Motor auf, der Geschwindigkeitssignale an eine
Steuereinheit sendet, so dass die Steuereinheit die Transportgeschwindigkeit
des jeweiligen Transportbandes kennt. Des weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen Sensor auf, der vorzugsweise, bezogen auf die Transportrichtung
der Verpackungsmulden, im Eingangsbereich des Zuführbandes
angeordnet ist. Dieser Sensor sendet ebenfalls Signale an dieselbe
Steuereinheit, die auch die Signale der beiden Motoren empfängt. Anhand dieser
Signale berechnet die Steuereinheit die genaue Position jeder Verpackungsmulde
auf dem Sammelband bzw. auf dem Zuführband. Entsprechend der jeweiligen
Position wird das Sammelband und/oder das Zuführband dann so gesteuert, dass die
Verpackungsmulden möglichst
effizient auf dem Sammelband in einem Abstand entsprechend dem Abstand
der Verpackungsmulden in dem Siegelrahmen in der Siegelvorrichtung
angeordnet werden.
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Vorzugsweise
oder gemäß einem
weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung treibt der Motor
das Zuführband
abwechselnd mit einer ersten oder einer zweiten konstanten Geschwindigkeit
an, wobei die zweite Geschwindigkeit vorzugsweise höher ist
als die erste Geschwindigkeit.
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Vorzugsweise
oder gemäß einem
weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ermitteln der Sensor
oder die Steuereinheit die Position jeder Verpackungsmulde auf dem
Sammelband bzw. Zuführband.
Des weiteren wird vorzugsweise der Abstand zwischen zwei Verpackungsmulden
auf dem Zuführband
ermittelt oder berechnet. Weiterhin bevorzugt ermittelt der Sensor
auch die Anzahl der erfaßten Verpackungsmulden.
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Ganz
besonders bevorzugt wird die Geschwindigkeit des Zuführbandes
von der ersten auf die zweite Geschwindigkeit angehoben, sobald
der Sensor alle Verpackungsmulden eines Formates erfast hat. Umfaßt ein Format
beispielsweise fünf
Verpackungsmulden, an die gleichzeitig eine Deckelfolie gesiegelt
wird, wird die Drehzahl des Motors des Zuführbandes erhöht, sobald
der Sensor fünf
Verpackungsmulden erkannt hat. Diese erhöhte Geschwindigkeit wird beibehalten,
bis der Sensor die nächste Verpackungsmulde,
d.h. die erste des nächsten
Formates, ermittelt. Danach wird die Geschwindigkeit wieder auf
die erste konstante Geschwindigkeit reduziert. Der Wechsel der Geschwindigkeit
des Zuführbandes
nach der Komplettierung eines Formates hat den Vorteil, dass der
Abstand zwischen zwei Formaten erhöht wird, wodurch mehr Zeit
zur Verfügung steht,
um die Verpackungsmulden mittels eines Greifers von dem Sammelband
zu den Siegelrahmen zu transportieren.
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Vorzugweise
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen Greifer auf, mit dem die Verpackungsmulde von dem Sammelband
in die Siegelvorrichtung transportierbar ist. Ganz besonders bevorzugt
wird die Geschwindigkeit des Sammelbandes nach dem Kontakt des Greifers
mit den jeweiligen Verpackungsmulden so gesteuert, dass sie möglichst lange
der Geschwindigkeit des Greifers in Transportrichtung der Verpackungsmulden
entspricht. Ganz besonders bevorzugt haben das Sammelband und der
Greifer zumindest annähernd
dieselbe Geschwindigkeit, solang sich noch eine Verpackungsmulde
eines Formates auf dem Sammelband befindet. Diese bevorzugte Ausführugsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hat den Vorteil, dass zwischen den Verpackungsmulden und dem Sammelband
möglichst
lange keine Relativgeschwindigkeit vorhanden ist. Dadurch können beispielsweise Sammelbänder mit
einer erhöhten
Haftung zum Einsatz kommen, was sich bei der Positionierung der Verpackungsmulden
auf dem Sammelband als vorteilhaft herausgestellt hat.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Motoren um Servomotoren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zwei parallel zueinander angeordnete Sammelbänder bzw. zwei parallel zueinander
angeordnete Zuführbänder auf.
Dadurch kann die Kapazität
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verdoppelt werden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es vorteilhaft, wenn jedes Zuführband einen separaten Sensor
aufweist.
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Vorzugsweise
ist/sind der/die Sensor(en) im Einlaufbereich des Zuführbandes,
ganz besonders bevorzugt im Bereich der ersten Umlenkrolle des Zuführbandes,
angeordnet.
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Ein
weiterer Gegenstand, mit dem die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst wird,
ist ein Verfahren zum Siegeln einer Deckelfolie an eine Verpackungsmulde
mit einer Siegelvorrichtung, bei dem ein Format bestehend aus mehreren
Verpackungsmulden gleichzeitig mit einer Deckelfolie verschlossen
wird, wobei die Verpackungsmulden eines Formates vor dem Siegeln
auf einem Sammelband im richtigen Abstand zueinander angeordnet
werden, die Verpackungsmulden von einem Zuführband an das Sammelband übergeben
werden und im Bereich des Zuführbandes
ein Sensor angeordnet ist, und bei dem der Sensor oder eine damit
verbundene Steuerungseinrichtung die erfaßten Verpackungsmulden zählt und
bei Vorliegen eines vollständigen
formates die Transportgeschwindigkeit des Zuführbandes erhöht wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
gelten die zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemachten Ausführungen
gleichermaßen.
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Erfindungsgemäß zählt der
Sensor oder die damit verbundene Steuereinrichtung die erfaßten Verpackungsmulden
und erhöht
bei Vorliegen eines vollständigen
Formates die Transportgeschwindigkeit des Zuführbandes.
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Weiterhin
bevorzugt sind der erste und der zweite Wert der Geschwindigkeiten
jeweils konstant.
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Vorzugsweise
wird die Geschwindigkeit des Zuführbandes
wieder reduziert, sobald der Sensor die nächste Packung, d.h. die erste
Packung des nächsten
Formates erfaßt
hat.
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Weiterhin
bevorzugt erfolgt die Änderung des
Abstandes der Verpackungsmulden eines Formates durch eine Änderung
der Geschwindigkeit des Sammelbandes, wobei der Fachmann versteht,
dass die Geschwindigkeit des Sammelbandes und des Zuführbandes
synchron sein muss, so lang sich der Boden der Verpackungsmulden
im Übergangsbereich, d.h.
auf beiden Bändern
gleichzeitig befindet.
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Sobald
ein Format auf dem Sammelband im richtigen Abstand aufgereiht ist,
greift vorzugsweise ein Greifer diese Verpackungsmulden und transportiert
sie von dem Sammelband zu der Siegelvorrichtung. Vorzugsweise steht
das Sammelband bei der Übernahme
der Verpackungsmulden durch den Greifer. Weiterhin oder besonders
bevorzugt ist dann die Geschwindigkeit des Sammelbandes möglichst
lange, ganz besonders bevorzugt bis keine Verpackungsmulde mehr
Kontakt zu dem Sammelband hat, synchron zu der Geschwindigkeit des
Greifers, so dass keine Relativgeschwindigkeit zwischen den Verpackungsmulden
und dem Sammelband vorhanden ist. Dadurch entsteht keine Reibung
zwischen den Verpackungsmulden und dem Sammelband; so dass Bänder mit
einem sehr hohen Reibkoeffizienten eingesetzt werden können, was
sich positiv bei der Aufreihung der Verpackungsmulden auf das Sammelband
auswirkt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 erläutert. Diese
Erläuterungen
sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken
nicht ein. Die Erläuterungen gelten
für alle
Erfindungsgegenstände
gleichermaßen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem zusätzlichen
externen Zuführband.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Vorrichtung gemäß 2.
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In 1 ist
die Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung 2 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Mit der Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung
werden die Verpackungsmulden auf dem Sammelband in den richtigen
Abstand zueinander gebracht und von dort mittels Greifern (nicht
dargestellt) zu der Siegelvorrichtung (nicht dargestellt) transportiert,
in der die Verpackungsmulden mit einer Deckelfolie verschlossen
werden. Die Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung weist ein Zuführband 4 und
ein Sammelband 3 auf. Das Zuführband 4 wird mittels
des Motors 13 angetrieben, der einen Geber aufweist, mit
dem ein Signal über
die jeweilige Geschwindigkeit des Zuführbandes an eine Steuereinheit
gesendet wird. Das Sammelband 3 wird von dem Motor 8 angetrieben,
der ebenfalls einen Geber 5 aufweist, der Signale über die
jeweilige Geschwindigkeit des Sammelbandes an eine Steuereinheit übermittelt.
Bei den Motoren 8, 13 handelt es sich in dem vorliegenden
Fall um Servomotoren. Die Verpackungsmulden 1, 1' werden in einem
zufälligen
Abstand 12 zueinander in der durch den großen Pfeil symbolisierten
Richtung mit einer konstanten Bandgeschwindigkeit transportiert.
Während
dieses Transportes erfaßt
ein Sensor 10 den zufälligen
Abstand 12 zwischen jeweils zwei Verpackungsmulden und übermittelt
den Wert an eine Steuereinheit. Des weiteren erfasst der Sensor
einmalig die Position der jeweiligen Verpackungsmulde auf dem Zuführband. Mit
dieser Information und den Geschwindigkeitsdaten der Bänder 3, 4 kann
eine Steuereinheit den genauen Ort jeder Verpackungsmulde auf einem
der Bänder 3, 4 ermitteln.
Gleichzeitig zählt
der Sensor oder eine daran angeschlossene Steuereinheit die erfasten
Verpackungsmulden. Sobald der Sensor 10 die Anzahl an Verpackungsmulden
erfast hat, die zu einem Format gehören, d.h. die gleichzeitig
von dem Sammelband in die Siegelvorrichtung transportiert und dort
mit einer Siegelfolie versehen werden, erhöht die Steuereinheit die Geschwindigkeit
des Zuführbandes
auf einen höheren
konstanten Wert. Diese Geschwindigkeit wird beibehalten, bis der
Sensor 10 die nächste
Verpackungsmulde erkennt, die in einem beliebigen Abstand nach der
letzten Verpackungsmulde des vorherigen Formates folgen kann. Danach
wird die Geschwindigkeit wieder auf den ursprünglichen niedrigen konstanten
Wert reduziert. Durch den Wechsel der Geschwindigkeit des Zuführbandes
entsteht ein höherer
Abstand zwischen den einzelnen Formaten, was sich vorteilhaft auf
den anschließenden
Abtransport durch den Greifer auswirkt, weil dafür mehr Zeit vorhanden ist und
somit Bänder
mit einem hohen Reibwert, beispielsweise Silikonbänder eingesetzt
werden können.
Der Fachmann erkennt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Sensor 10 im
Eingangsbereich 6 vorzugsweise nach der Rolle 7 angeordnet
ist und die Verpackungsmulde möglichst
frühzeitig
jedoch erst dann, wenn diese die Geschwindigkeit des Zuführbandes
aufweist, erfast. Am Ende des Zuführbandes 4 wird die
jeweilige Verpackungsmulde an das Sammelband 3 übergeben. Abhängig von
dem gemessenen Abstand 12 und dem gewünschten Abstand 11 erfolgt
die Steuerung des Bandes so, dass die Verpackungsmulden nach der Übergabe
der jeweiligen Verpackungsmulden von dem Zuführband 4 auf das Sammelband 3 den gewünschten
Abstand aufweist. Idealerweise steht das Sammelband 3 vor
der Übergabe
und wird dann so beschleunigt und wieder abgebremst, dass nach der Übergabe
der gewünschte
Abstand 11 vorhanden ist, wobei es wichtig ist, dass so
lange sich der Boden der Verpackungsmulde im Übergangsbereich befindet, d.h.
beide Bänder
gleichzeitig berührt,
diese dieselbe Transportgeschwindigkeit aufweisen. Für den Fall,
dass der Abstand 12 kleiner ist als der gewünschte Abstand 11 kann
es sinnvoll sein, dass das Sammelband 3 nach der Übergabe
der Verpackungsmulde nicht auf null reduziert wird, sondern von
einer bestimmten Ausgangsgeschwindigkeit erneut beschleunigt wird.
Am einfachsten erfolgt die Geschwindigkeitsregelung des Sammelbandes 3 entlang
einer Dreieckskurve. Sobald alle Verpackungen eines Formates auf
dem Sammelband 3 aufgereiht sind, werden diese von einem
Greifer aufgegriffen und in Richtung der nicht dargestellten Siegelvorrichtung
transportiert. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Greifer die Verpackungsmulden
aufgreift, steht das Sammelband 3. Sobald der Vorgang des
Aufgreifens beendet ist, vollführt
der Greifer eine Bewegung in Transportrichtung der Verpackungsmulden.
Um eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Verpackungsmulden und
dem Sammelband 3 zu vermeiden, wird dieses synchron zu
dem Greifer beschleunigt. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des
Sammelbandes immer gleich der Geschwindigkeit des Greifers, da der
Greifer die Verpackungsmulden zumindest nicht vollständig von
dem Sammelband abhebt. Durch die synchrone Bewegung von Greifer
und Band können
Bänder
mit einem vergleichsweise hohen Reibwert gewählt werden, was sich vorteilhaft bei
der Positionierung der Verpackungsmulden im richtigen Abstand zueinander
auswirkt. Sollte sich jedoch eine Verpackungsmulde dem Übergangsbereich
zwischen den beiden Bändern
nähern,
bevor die letzte Verpackungsmulde von dem Greifer von dem Sammelband
transportiert worden ist, muss das Sammelband abgebremst werden.
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2 zeigt
im Wesentlichen den Zuführvorrichtung
gemäß 1,
wobei stromaufwärts
des Zuführbandes 4 ein
weiteres externes Zuführband
angeordnet ist. In der Regel werden die Bänder 4 und 3 direkt
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zugeordnet, während
es sich bei dem Band 14 um ein Band handelt, das seitens
des Betriebes, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung steht, zugestellt
wird. In der Regel transportiert das externe Zuführband die Verpackungsmulden 1, 1' mit einer konstanten
Geschwindigkeit, wobei sich die Verpackungsmulden in einem zufälligen Abstand
zueinander befinden. Die Geschwindigkeit des Bandes 14 entspricht
dabei vorzugsweise der niedrigeren konstanten Geschwindigkeit des
Bandes 4. Es ist von Vorteil, wenn auch das Band 14 an
dieselbe Steuereinheit wie die anderen Bänder angeschlossen ist, so
dass es beispielsweise im Falle einer Störung gemeinsam mit den anderen Bändern abgeschaltet
werden kann. Diese Bänder können dann
nach Behebung der Störung
auch alle gemeinsam wieder angefahren werden ohne dass das Zuführband oder
das Sammelband leergeräumt werden
müssen,
weil die Steuereinheit so ausgelegt ist, dass sie den genauen Ort
jeder Verpackungsmulde auf den Bändern 3 bzw. 4 zu
jedem Zeitpunkt kennt und ausgehend von dieser Situation die Bänder 3 und 4 so
regeln kann, dass ein Format in dem gewünschten Abstand auf dem Sammelband 3 aufgereiht
wird.
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3 entspricht
im Wesentlichen der Ausführung
gemäß 2,
wobei es sich in dem vorliegenden Fall bei dem Transportmittel 14 um
eine Kette handelt, an der Mitnehmer 15 angeordnet sind,
die dafür
sorgen, dass die Verpackungsmulden konstant oder getaktet in einem
gleichen Abstand zueinander an das Zuführband 4 übergeben
werden. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
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- 1,
1'
- Verpackungsmulde
- 2
- Verpackungsmulden-Zuführvorrichtung
- 3
- Sammelband
- 4
- Zuführband
- 5
- Geber
- 6
- Eingangsbereich
- 7
- Rolle
- 8
- Motor
- 9
- Geber
- 10
- Sensor
- 11
- Gewünschter
Abstand der Verpackungsmulden
- 12
- Zufälliger gemessener
Abstand
- 13
- Motor
- 14
- Externes
Zuführband
- 15
- Mitnehmer