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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einschlagen
von aus mehreren verpackten Produkten zusammengestellten Gebinden
in Folie mit einem in Transportrichtung umlaufend angetriebenen,
endlosen Transportband, auf das die Gebinde aufsetzbar sind, einer über das Transportband
zugeführten
Folie, einem ersten vor einem ersten aufgesetzten Gebinde in Transportrichtung
mit der Geschwindigkeit des Transportbandes umlaufenden ersten Bügel, an
dem das erste Gebinde anliegt, mindestens einem zweiten vor einem zweiten
aufgesetzten Gebinde in Transportrichtung mit der Geschwindigkeit
des Transportbandes umlaufenden zweiten Bügel, und mit einem unterhalb der
zugeführten
Folie angeordneten, mit höherer
Geschwindigkeit als das Transportband angetriebenen dritten Bügel, der
auf einer Bahnkurve das Transportband umrundet und auf seiner Bahnkurve
oberhalb des Transportbandes die Folie um das am ersten Bügel anliegende
Gebinde herumzieht.
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Eine
solche Einrichtung ist beispielsweise aus der
DE 42 07 725 A1 bekannt.
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Einzeln
verpackte Produkte, wie beispielsweise in Kartons eingefüllte Getränke oder
in Tüten verpacktes
Mehl oder dergleichen werden zum besseren Transport anschließend zu
größeren Gebinden zusammengefasst.
Hierzu werden die Produkte in einer Verpackungsmaschine zusammen
gefördert
und durch entsprechende Steuerung der Transportbänder zu Gruppen gewünschter
Größe zusammengefasst.
Ein solches Gebinde kann dann beispielsweise durch Einfüllen mehrerer
Produkte in eine Verpackung aus Karton oder durch Einwickeln in
Folie erfolgen, die anschließend
geschrumpft wird, so dass das Gebinde stabil wird.
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Aus
der US 2002/0189204 A1 ist ein Verfahren zum Einschlagen von Produkten
mit einer Schrumpffolie und eine Vorrichtung hierzu bekannt.
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Kleinere
Verpackungen, insbesondere Getränkekartons,
die keinen Quader sondern einen Polyeder bilden, müssen in
Umkartons eingefüll
werden, da ihre Aufstandsfläche
so klein ist, dass sie vielfach beim Einschlagen in Folie umfallen,
was dann zu einem Produktionsstillstand führt, weil das gesamte Gebinde,
das die umgefallene Packung enthält,
vom Band geräumt
werden muss, was die Produktionskosten deutlich erhöht.
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Um
das Umfallen der Produkte zu verhindern, ist bei der Einrichtung
nach der
DE 42 07 725 A1 vorgesehen,
dass vor und hinter einem Gebinde Abstützbügel an die Produkte angelegt
werden. Dann wird das Gebinde mittels eines dritten Bügels zusammen
mit den Abstützbügeln mit
Folie umwickelt. Wenn der Wickelvorgang beendet ist, werden die
Bügel seitlich
herausgezogen, bevor der Schrumpfvorgang beginnt.
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Mit
dieser Ausgestaltung kann das Umfallen verhindert werden. Damit
die Bügel
aber seitlich herausgezogen werden können, ist eine entsprechend längere Förderstrecke
notwendig. Außerdem
sind Störungen
nicht ausgeschlossen, wenn die Folie zu eng gewickelt wird und dadurch
die auf die Bügel
einwirkenden Reibungskräfte
hoch sind. Durch die entsprechend lockere Wickelung ist der Folienbedarf
pro Gebinde hoch. Außerdem
können
nur zwei Einschlagbahnen unmittelbar nebeneinander angeordnet werden,
weil seitlich neben jeder Bahn ausreichend Platz verbleiben muss,
um die Abstützbügel herausfahren
zu können.
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Die
nachveröffentlichte
DE 10 2005 051 027 A1 offenbart
eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einschlagen eines Gebindes
mit Folie. Die zu einem Gebinde zusammengefassten Produkte werden
mit ihrer Aufstandsfläche
auf die Folie aufgelegt und stützen
sich gegen einen ersten umlaufenden Bügel ab, der mit derselben Geschwindigkeit
wie das Transportband und die Folie umläuft und dadurch wirkungsvoll
verhindert, dass einzelne Produkte während des Förderprozesses umfallen. Ein
zweiter Bügel
umwickelt das Gebinde mit der Folie und beide Bügel tauchen auf ihren Bahnkurven
am Ende des Transportbandes unter dieses ab. Das dann in Folie geschlagene
Gebinde kann übergeben
werden auf ein dem Transportband nachfolgend angeordnetes Band,
das das Gebinde in einen Schrumpfofen fördert, in dem die Folie geschrumpft
wird, so dass das Gebinde stabil transportierbar wird.
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Von
dieser Problemstellung ausgehend sollen die gattungsgemäße Einrichtung
und das beschriebene Verfahren so verbessert werden, dass das Einschlagen
der Gebinde in Folie vereinfacht wird und der Verfahrensablauf zeitlich
optimiert wird.
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Zur
Problemlösung
zeichnet sich eine gattungsgemäße Einrichtung
durch folgende Merkmale aus:
- – der erste
und der zweite Bügel
umrunden das Transportband auf einer Bahnkurve,
- – die
Bahnkurve für
den ersten Bügel
und den zweiten Bügel
ist identisch,
- – der
erste Bügel
steht mit einem ersten Antrieb und der zweite Bügel steht mit einem zweiten
Antrieb in Verbindung,
- – die
Bügel,
an denen die Gebinde anliegen, tauchen hinter dem Transportband
zeitlich vor dem dritten Bügel
nach unten ab, und
- – werden
hierzu zumindest kurzfristig beschleunigt.
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Verfahrensmäßig erfolgt
die Lösung
des Problems durch folgende Schritte:
- – Antreiben
eines ersten Bügels
entlang einer ersten Bahnkurve, die um ein mit einer Transportgeschwindigkeit
in Transportrichtung angetriebenes Transportband verläuft, in
Bezug auf die Transportrichtung mit Transportgeschwindigkeit,
- – Antreiben
eines zweiten Bügels
entlang der ersten Bahnkurve,
- – Antreiben
mindestens eines dritten Bügels
entlang einer, von der ersten Bahnkurve unterschiedlichen zweiten
Bahnkurve, die um das angetriebene Transportband verläuft, mit
einer Geschwindigkeit, die größer ist
als die Transportgeschwindigkeit,
- – Auflegen
einer Folienbahn auf den vorderen Bereich des Transportbandes vor
dem ersten Bügel und
Mitführen
der Folienbahn mit Transportgeschwindigkeit,
- – Aufsetzen
eines ersten Gebindes auf die mit dem Transportband transportierte
Folienbahn mit Transportgeschwindigkeit derart, dass das Gebinde
an dem ersten Bügel
anliegt,
- – Anheben
der Folienbahn von dem Transportband mittels des mindestens einen
dritten Bügels über das
Gebinde hinweg,
- – Vorbeiführen des
dritten Bügels
mit der angehobenen Folienbahn über
das Gebinde,
- – Beschleunigen
des ersten Bügels
am Ende des Transportbandes,
- – Absenken
des ersten Bügels
hinter dem Transportband,
- – Absenken
der Folienbahn auf das Transportband mittels des mindestens einen
dritten Bügels hinter
dem ersten Gebinde am Ende des Transportbandes,
- – Absenken
des mindestens einen dritten Bügels hinter
dem Transportband,
- – Zurückführen beider
Bügel unterhalb
des Transportbandes auf ihren Bahnkurven,
- – Abbremsen
des ersten Bügels
auf die Transportgeschwindigkeit
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Durch
diese Ausgestaltung werden die zu dem Gebinde zusammengefassten
Produkte mit ihrer Aufstandsfläche
auf die Folie aufgelegt und stützen
sich gegen den ersten Bügel
oder den zweiten Bügel
ab, der mit derselben Geschwindigkeit wie das Transportband und
die Folie umläuft
und dadurch wirkungsvoll verhindert, dass einzelne Produkte während des
Förderprozesses
umfallen. Der dritte Bügel umwickelt
das Gebinde mit der Folie und beide Bügel tauchen auf ihren Bahnkurven
am Ende des Transportbandes unter dieses ab. Das dann in Folie eingeschlagene
Gebinde kann übergeben
werden auf ein dem Transportband nachfolgend angeordnetes Band,
das das Gebinde in einen Schrumpfofen fördert, in dem die Folie geschrumpft wird,
so dass das Gebinde stabil transportierbar wird. Dadurch, dass die
beiden Bügel,
an denen die Gebinde anliegen von jeweils einem eigenen Antrieb
angetrieben werden, und die Antriebe voneinander unabhängig ansteuerbar
sind, können
diese Bügel,
wenn sie das Ende des Transportbandes erreicht haben, beschleunigt
werden, bevor sie hinter dem Transportband nach unten abtauchen.
Dadurch kann die von der Länge
des Transportbandes bestimmte Transportstrecke reduziert werden,
weil die Beschleunigung des Haltebügels (erster oder zweiter Bügel) erfolgt,
bevor dieser von dem Folieneinschlagbügel (dritter Bügel) überholt
wird. Dadurch, dass der erste und der zweite Bügel voneinander unabhängig angetrieben
werden, können
unterschiedlich große
Gebinde oder Produkte auf der Anlage gefahren werden.
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Vorzugsweise
sind zum Antrieb des ersten und zweiten Bügels jeweils ein Servomotor
vorgesehen. Auch der dritte Bügel
kann durch einen eigenen Servomotor angetrieben werden.
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Zumindest
der erste und zweite Bügel
sind vorzugsweise an zwei beidseitig neben dem Transportband verlaufenden
Zugmittel, die insbesondere Ketten sein können, befestigt. Dadurch ist
eine parallele Lagefixierung und Führung der Bügel gewährleistet.
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Vorzugsweise
ist in Transportrichtung T vor dem Transportband eine Folienschneidvorrichtung angeordnet.
Dadurch wird sichergestellt, dass die von der Rolle zuführbare Folienbahn
auf die zum Einschlagen des Gebindes notwendige Länge zugeschnitten
wird, nachdem der zweite Bügel
die Folienbahn anhebt, was das weitere Transportieren und Einschlagen
erleichtert.
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Die
Folienschneideinrichtung ist bevorzugt in einer Ebene unterhalb
des Transportbandes angeordnet. Ebenfalls in einer Ebene unterhalb
des Transportbandes ist vorzugsweise die die Folie aufnehmende Rolle
gelagert.
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Die
in Folie eingeschlagenen Gebinde werden vorzugsweise in einer dem
Transportband nachgeordneten Schrumpfeinrichtung im Durchlauf geschrumpft.
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Mit
Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
nachfolgend näher
beschrieben werden.
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Es
zeigt:
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1a die
schematische Ansicht einer Verpackungsmaschine mit der integrierten
Folieneinschlageinrichtung,
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1b eine
vergrößerte Teildarstellung
aus 1a,
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2 die
schematische Ansicht des Bereiches III nach 1a entgegen
der Transportrichtung T,
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3a bis 3e den Ablauf des Einschlagens eines aus
mehreren nebeneinander stehenden Produkten gebildeten Gebindes in
Folie,
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4a bis 4c den
Ablauf des Einschlagens eines aus mehreren hintereinander stehenden Produkten
gebildeten Gebindes in Folie.
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Die
in 1a dargestellte Verpackungsmaschine arbeitet vereinfacht
erläutert
wie folgt:
Aus einem hier nicht näher dargestellten Produktionsprozess
werden die Produkte P hintereinander der Verpackungsmaschine zugeführt. Im
ersten Bereich I werden die Produkte P um 90° gedreht und dann aus einem
aus vier oder mehr Produkten P bestehenden Gebinde Gi zusammengefasst.
Im Bereich II wird das Gebinde Gi über eine
Greif- und Drehvorrichtung 1 ergriffen, auf eine Transportgeschwindigkeit
vT beschleunigt, erneut um 90° gedreht und
am Ende des Bereiches II auf die im Bereich III angeordnete Folieneinschlageinrichtung 2 übergeben.
Hier wird das Gebinde Gi in Folie 5 eingeschlagen
und anschließend über eine
kurze Rollenbahn an ein Transportband 12 übergeben,
das das Gebinde G in einem im Bereich IV angeordneten Schrumpfofen 3 transportiert,
wo es im Durchlauf unter Hitzewirkung geschrumpft wird.
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Unterhalb
des Gestells der Verpackungsanlage ist eine Rolle 4 gelagert,
auf die eine Folienbahn 5 aufgewickelt ist. Die Folienbahn 5 wird über verschiedene
Umlenk- und Spannvorrichtungen, die hier nicht näher erläutert werden sollen, in Richtung
des mit Transportgeschwindigkeit vT umlaufenden
Transportbandes 6 der in Folienschlageinrichtung 2 gefördert. Vor
dem Transportband 6 ist eine Folienschneidvorrichtung 9 angeordnet,
mit der die Folienbahn 5 in Längen getrennt wird, die notwendig
sind, um ein Gebinde G im Bereich III in Folie einzuschlagen.
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Die
Folieneinschlagvorrichtung 2 besteht im Wesentlichen aus
dem in Transportrichtung T umlaufend angetriebenen Transportband 6,
das über
eine Mehrzahl hier nicht einzeln bezeichneter Umlenk- und Spannrollen
geführt
ist. Ein erster, auf einer ersten Bahnkurve B1 quer
(in Zeichenebene) über
das Transportband 6 ragender Bügel 7a wird über einen ersten
Servomotor 18 angetrieben. Ein zweiter Bügel 7b wird über einen
zweiten, hier nicht näher
dargestellten Servomotor angetrieben. Die beiden Servomotoren 18 sind
voneinander unabhängig
ansteuerbar. Die Bügel 7a, 7b werden
an parallel neben dem Transportband 6 angeordneten Ketten 13, 14; 15, 16 geführt, die
auf einer identischen Bahnkurve B1 laufen.
Die Bahnkurven B1 sind in vertikaler Richtung identisch.
In horizontaler Richtung verlaufen sie parallel zueinander.
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Auf
einer zweiten Bahnkurve B2 werden zwei ebenfalls
quer (in Zeichenebene) über
das Transportband 6 ragende Bügel 8a, 8b mit
einer Geschwindigkeit v2 angetrieben, die
bezogen auf die Transportrichtung T größer ist als die Transportgeschwindigkeit
vT mit dem das Transportband 6 umläuft. Der
unterschiedliche Verlauf der Bahnkurven B1,
B2 oberhalb und unterhalb des Transportbandes 6 ist
den 3a bis e und 4a bis
e entnehmbar.
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Die
Folienbahn 5 wird in Richtung auf das Transportband 6 zugeführt, in
der Schneidvorrichtung 9 geschnitten und ihr freies Ende über die
diversen Rollen 10 dann auf den Anfang des Transportbandes 6 zugefördert und
hier auf das Transportband 6 aufgelegt, von dem es ergriffen
und mit Transportgeschwindigkeit vT mitgezo gen
wird. Über
die Greif- und Drehvorrichtung 1 wird das zuvor auf Transportgeschwindigkeit
vT beschleunigte Gebinde G1 auf
die am Anfang des Förderbandes 6 liegende
Folienbahn 5 aufgestellt, wobei es am Bügel 7a, der zu diesem Zeitpunkt
ebenfalls am Anfang des Förderbandes 6 auf
seiner Bahnkurve B1 läuft und mit Transportgeschwindigkeit
vT angetrieben wird, anliegt. Das Gebinde
G1 wird dann am Bügel 7a anliegend mit
Transportgeschwindigkeit vT weitergeführt (vgl. 3b). Der
auf seiner Bahnkurve B2 mit höherer Geschwindigkeit
v2 angetriebene Bügel 8a tritt in vertikaler Richtung
vor dem Transportband 6 nach oben vorbei, hebt dabei die
Folie 5 an und zieht sie entlang der Bahnkurve B2 um das Gebinde G1 herum.
Am Ende des Einschlagvorganges (vgl. 3c, 4c)
gelangt das Gebinde G1 in Eingriff mit dem
Förderer 11, der
die Stützfunktion übernimmt,
so dass der Bügel 7a hinter
dem Transportband 6 nach unten auf seiner Bahnkurve B1 zurückgeführt werden
kann, dabei wird der Bügel 7a mittels
des Servomotors 18 beschleunigt, um sicherzustellen, dass
er nicht vom Bügel 8a eingeholt
wird. Das Gebinde G1 wird weitertransportiert,
bis auch der zweite Bügel 8a unter
das Transportband 6 taucht, wobei ein Teil der Folie 5 dann über den
Aufstandsbereich des Gebindes G1 hervorsteht.
Das Gebinde G1 wird dann mittels des Förderers 11 von
dem Transportband 6 auf das Transportband 12 übergeben,
wobei der überstehende
Teil der Folie 5 um den Aufstandsbereich des Gebindes G1 herumgezogen wird und das Gebinde G1 dann in den Schrumpfofen 3 überführt wird.
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Das
Schneiden der Folie 5 erfolgt vorzugsweise, nachdem der
Bügel 8a die
Folie 5 vom Transportband 6 angehoben hat, und
zwar dann, wenn ausreichend Folie 5 abgezogen ist, um das
Gebinde Gi vollständig einzuschlagen. Bei kleineren
Gebinden ist es gleichwohl möglich,
die Folie 5 vor dem Anheben durch den Bügel 8a, 8b zu
schneiden. Sie wird dann durch die diversen Rollen 10 dem
Transportband 6 zugeführt.
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Die
Bügel 7a, 7b; 8a, 8b laufen
unterhalb des Transportbandes 6 nach vorn zum Anfang zurück und das
nächste
Gebinde Gi kann vom Bügel 7a gestützt und – wie vorstehend
beschrieben – mittels
des Bügels 8a in
Folie eingeschlagen werden. Im Bereich unterhalb des Transportbandes 6 wird
der zuvor zum rechtzeitigen Abtauchen beschleunigte Bügel 7a wieder
soweit verzögert,
dass er vor das nächste
Gebinde G2 wieder mit der Transportgeschwindigkeit
vT auftauchen kann, so dass sich das Gebinde
G2 anlegt. Die Gesamtzahl der Bügel 7a, 7b; 8a, 8b ist
abhängig
von der Länge
des Transportbandes 6 und der Transportgeschwindigkeit
vT, mit dem Ziel, eine möglichst hohe Taktzahl zu erreichen.
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Dadurch,
dass die Bügel 7a, 7b; 8a, 8b auf ihren
Bahnkurven B1, B2 um
das Transportband 6 herumlaufen, ist das Transportband 6 seitlich
frei, so dass eine beliebige Anzahl von Transportbändern 6 zur
Kapazitätserhöhung der
Gesamtanlage unmittelbar parallel nebeneinander angeordnet und betrieben
werden können
und über
eine hier nicht näher dargestellte
Weiche die Gebinde Gi auf die einzelnen Bahnen
dann verteilt werden.
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Um
die Spalte S1, S2 zwischen
den Transportbändern 6, 17 bzw. 6, 12 möglichst
eng halten zu können,
sind die Bahnkurven B1 und B2 an
der Stelle, wo die Bügel 7a, 7b, 8a, 8b auftauchen
oder abtauchen, identisch. Jeder Bügel 7a, 7b, 8a, 8b passiert also
das Transportband in dieser Situation an demselben Punkt.
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2 zeigt,
dass zwei aus mehreren parallel nebeneinander stehenden Produkten
gebildeten Gebinde G1 nebeneinander geführt werden
können.
Unterhalb des Förderbandes 6 ist
zu Beginn des Förderbandes
eine hier nicht näher
dargestellte Schneideinrichtung vorgesehen, die die Folie 5 in
Transportrichtung T mittig trennt, so dass zwei Folienstreifen über die
beiden Gebinde G1 geschlagen werden.
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- 1
- Greif-
und Drehvorrichtung
- 2
- Folieneinschlageinrichtung
- 3
- Schrumpfofen
- 4
- Rolle
- 5
- Folie/Folienbahn
- 6
- Transportband
- 7a
- Bügel
- 7b
- Bügel
- 8a
- Bügel
- 8b
- Bügel
- 9
- Schneidvorrichtung
- 10
- Rolle
- 11
- Förderer
- 12
- Transportband
- 13
- Zugmittel/Kette
- 14
- Zugmittel/Kette
- 15
- Zugmittel/Kette
- 16
- Zugmittel/Kette
- 17
- Transportband
- B1
- Bahnkurve
- B2
- Bahnkurve
- G1
- Gebinde
- G2
- Gebinde
- G3
- Gebinde
- Gi
- Gebinde
- P
- Produkt
- S1
- Spalt
- S2
- Spalt
- T
- Transportrichtung
- vT
- Transportgeschwindigkeit
- v2
- Geschwindigkeit
der Bügel 8a, 8b