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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen von gefaltetem
Material, insbesondere Hygieneartikel, wie Windeln und Unterlagen, die
eine Transporteinrichtung zur Beförderung des gefalteten Materials
durch die Vorrichtung hindurch aufweist sowie ein Verfahren und
ein mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens gefertigtes Paket aus
gefaltetem Material.
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Die
Verpackung von gefaltetem Material, wie Hygieneartikel unterliegt
gewöhnlich
bestimmten Dimensionsvorgaben hinsichtlich der Größe der Hygieneartikelpackung.
Um die Handhabung einer Hygieneartikelpackung zu erleichtern, werden
die Hygieneartikel vor dem Verpacken komprimiert und dann zu quaderförmigen Packungen
verpackt. Dazu werden die fertig gefalteten Artikel üblicherweise über Transportbänder in
eine Stapelmaschine befördert,
um dort zu Paketen von bestimmter Stückzahl verpackt zu werden.
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Problematisch
ist, insbesondere bei gefaltetem Material wie Windeln oder anderen
Hygieneartikeln, wenn durch die Faltung bedingt ein Kantenbereich
des Materials dicker ist als der gegenüberliegende Kantenbereich.
Dadurch entsteht in der Packung mit einer Vielzahl von gefalteten
Materialien auf einer Seite der Verpackung ein größerer Druck auf
die Verpackung als auf die gegenüberliegende Seite.
Zudem ist eine Kante der Verpackung etwas länger ausgebildet als eine parallel
dazu ver laufende Kante, was einerseits optisch unschön ist und
andererseits sich nachteilig auf die Standsicherheit auswirkt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Drehen von gefaltetem Material bereitzustellen, die
die obigen Nachteile beseitigt und eine Platz sparende und gleichmäßige Stapelung
des gefalteten Materials ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zum Drehen von gefaltetem Material mit den Merkmalen
des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Paket mit den Merkmalen des Anspruchs
21.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird ermöglicht,
das gefaltetes Material mit hoher Geschwindigkeit durch zuschaltbare
Drehmittel abwechselnd in die eine Drehrichtung oder eine gegenläufige Drehrichtung
gedreht wird. Man beachte dabei, dass bei einer solchen Vorrichtung
Durchlaufraten von 1000 bis 1500 Stück pro Minute zu bewältigen sind.
Durch die dadurch bewirkte abwechselnde Ausrichtung des gefaltete
Material ist aufeinander zu stapelndes gefaltete Material dichter
stapelbar und es kann mehr Material pro Raum in einer Packung untergebracht
werden. Zudem wird die quaderförmige
Verpackung für
einen Stapel aus gefaltetem Material gleichmäßiger, also ohne kurze und
lange Kanten.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Durch
die Anordnung mindestens eines Betätigers zum Drehen des gefalteten
Materials ist ein schnelles und zuverlässiges Drehen des gefalteten Materials
während
des Transports durch die Vorrichtung ermöglicht. Dabei ist vorzugsweise
an gegenüberliegenden
Seiten der Transporteinrichtung ein solcher Betätiger vorgesehen, der oberhalb
oder unterhalb der Transporteinrichtung angeordnet sein kann. Die
beiden Betätiger
können
dabei über
eine verbindende Stange mechanisch aneinander gekoppelt sein.
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Durch
die Anbringung von Drehlagern an der Transporteinrichtung wird eine
schnelle und leichtgängige
Drehung des Materials auf der Transporteinrichtung ermöglicht.
Dabei kann das Drehlager eine Scheibe lagern, die in einem mittleren
Bereich an dem gefalteten Material anliegt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Transporteinrichtung
ein oberes und ein unteres Transportband, wobei das gefaltete Material
zwischen den Transportbändern
eingeklemmt sein kann, so dass ein Verrutschen des Materials während des
Transports wirksam verhindert wird.
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Durch
die Synchronisation der Antriebsmotoren für die Transporteinrichtung
und des Antriebsmotors der Betätiger
links und rechts der Transporteinrichtung ist ein reibungsloser
Ablauf beim Drehen des Materials, insbesondere das rechtzeitige
Eingreifen der Betätiger
in den Drehprozess auf abwechselnden Seiten der Transporteinrichtung.
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Vorzugsweise
sind die Umlenkrollen der Transporteinrichtung in einer Ausführungsform
als Umlenkwalze mit einem im Querschnitt entlang der Drehachse U-förmigem Profil und in einer
anderen Ausführungsform
als voneinander beabstandetes Umlenkrollenpaar ausgebildet. Dies
ermöglicht
es, die Transportbänder
mittig mit mehreren Drehlagern aus einem steifen Material zu bestücken, ohne
dass diese an einer Wendestelle des Transportbandes ein Weiterlaufen
des Transportbandes behindern.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind seitlichen Führungsglieder
an der Transporteinrichtung vorgesehen, die in einfacher Weise die
genaue Ausrichtung des gedrehten gefalteten Materials für deren
Weitertransport gewährleisten.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele anhand
der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung
zum Drehen von gefaltetem Material,
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2 eine
perspektivische Detailansicht der Transporteinrichtung,
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3 eine
Draufsicht auf die Transporteinrichtung mit einem Drehlager,
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4 eine
geschnittene Seitenansicht des Drehlagers,
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5 eine
Querschnittsansicht eines Transportbandes mit Umlenkwalze,
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6 eine
Querschnittsansicht eines Transportbandes mit Umlenkrollen,
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7 eine
geschnittene Seitenansicht der Transporteinrichtung mit oberem und
unterem Transportband.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung zum Drehen
von gefaltetem Material eine Transporteinrichtung 1 zur
Beförderung
des gefalteten Materials 6 durch die Vorrichtung hindurch.
Dieser Transporteinrichtung 1 ist eine zuführende Transporteinrichtungen 14 zugeordnet,
die das gefaltete Material 6 zu einer Drehvorrichtung hintransportiert,
wobei hohe Geschwindigkeiten von 800 bis 1500 Stück pro Minute gefahren werden
können.
Ferner ist eine weitere Transporteinrichtung zum weiteren Transport des
gefalteten Materials 6 aus der Drehvorrichtung vorgesehen.
Bevorzugt bestehen die Transporteinrichtungen 1 und 14 jeweils
aus einem oberen Transportband und einem unteren Transportband.
Am Ende ist eine Ausgabevorrichtung 19 vorgesehen, die
aus je zwei oberen und unteren Transportbändern gebildet ist, die seitlich
voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Das
gefaltete Material 6 umfasst eine Faltkante 15,
die etwas dicker ist als der übrige
Bereich des gefalteten Materials 6. Das gefaltete Material 6 kann
durch Windeln, Hygieneunterlagen, gefaltete Stoffabschnitte etc.
gebildet sein.
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Um
benachbart angeordnetes gefaltetes Material 6 abwechselnd
in die eine Drehrichtung oder eine gegenläufige Drehrichtung zu drehen,
weist die Transporteinrichtung 1 Mittel zum Drehen des
gefalteten Materials 6 auf. Diese Mittel bestehen zum aus zwei
Betätigern 2 und 2', die seitlich
an der Transporteinrichtung 1 angeordnet sind. Diese Betätiger 2 und 2' sind als Stifte
ausgebildet und können
an das gefaltete Material 6 entgegen der Transportrichtung
angelegt werden, so dass an einer Seite des gefalteten Materials 6 durch
einen Betätiger 2 bzw. 2' ein Stoß ausgeübt wird
und, der zu einer Drehbewegung des gefalteten Materials 6 sorgt.
Dabei kommt abwechselnd der Betätiger 2 auf
einer Seite und dann der Betätiger 2' auf der gegenüberliegenden
Seite der Transporteinrichtung 1' zum Einsatz, so dass benachbart
angeordnete gefaltete Materialien jeweils in gegenläufige Richtungen
gedreht werden, vorzugsweise um etwa 70° bis 90°.
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Die
Betätiger 2 und 2' sind als drehbare
Stifte ausgebildet und hier Teil eines Verdrehgestänges 4, dass
oberhalb der Transporteinrichtung 1 angeordnet ist. Das
Verdrehgestänge 4 kann
alternativ auch unterhalb der Transporteinrichtung 1 angeordnet
sein. Weiterer Bestandteil des Verdrehgestänges 4 ist eine Stange 7,
die sich quer über
die Transporteinrichtung 1 hinaus erstreckt und an ihren
Enden jeweils einen der Betätiger 2 bzw. 2' in dessen Mitte
hält, so
dass die stiftförmigen
Betätiger 2 bzw. 2' beidseitig über die
Stange 7 hervorstehen. Dabei sind die Betätiger 2 und 2' zu der Langsachse
der Stange 7 senkrecht und zueinander winklig versetzt,
bevorzugt unter einem Winkel von 90 Grad, angeordnet.
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Die
Betätiger 2 sowie
die Transporteinrichtungen 1 und 14 werden von
ein oder mehreren Servomotoren (nicht gezeigt) angetrieben, die
untereinander und mit der an die Vorrichtung angeschlossenen Maschine
synchronisiert sind.
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Die
Mittel zum Drehen des gefalteten Materials 6 umfassen des
weiteren mindestens ein an die Transporteinrichtung 1 gekoppeltes
Drehlager 3, welches bevorzugt als kreisförmige Scheibe
ausgebildet ist (2 und 3).
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Wie
in 4 zu erkennen ist, sind die Drehlager 3 mittig
auf dem Transportband und beabstandet voneinander, vorzugsweise
etwa alle 300 bis 600 mm, je nach Größe des gefalteten Materials 6 angeordnet.
Die Drehlager 3 können
jeweils ein Wälzlager,
wie ein Kugellager 8 umfassen, das über nicht näher dargestellte Befestigungsmittel
an den Transportbändern 12 oder 13 festgelegt
ist.
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Das
gefaltete Material 6 ist jeweils zwischen einem an das
obere Transportband 12 gekoppelte Drehlager 3 und
einem an das untere Transportband 13 gekoppelte Drehlager 3 eingeklemmt.
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Um
das gedrehte gefaltete Material 6 nach dem Drehen genau
auszurichten, sind hinter dem Verdrehgestange 4 in Transportlaufrichtung
seitliche Führungsglieder 5 zur
Ausrichtung des Materials 6 an der Transporteinrichtung 1 angeordnet.
Diese Führungsglieder 5 sind
bevorzugt als schräg
zur Transportlaufrichtung verlaufende Seitenwände ausgebildet, um das gefaltete
Material nach dem Drehen durch die Betätiger 2 bzw. 2' so anzuordnen,
dass die Faltkanten 15 des Materials im wesentlichen parallel zueinander
verlaufen und benachbartes Material 6 jeweils die Faltkante
auf der gegenüberliegenden Seite
aufweist.
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Wie
in 5 gezeigt ist, umläuft das Transportband 12 am
Ende Umlenkrollen 16 und 17, die jeweils nur die
Randbereiche des Transportbandes 12 berühren. Dadurch wird verhindert,
dass die auf dem Transportband 12 aufgebrachten Drehlager 3 gegen die
Umlenkrollen 16 und 17 stoßen. In 5 sind die Umlenkrollen 16 und 17 Bestandteil
einer Umlenkwalze 9, die entlang ihrer Drehachse ein U-förmiges Profil besitzt und sich über die
gesamte Breite des Transportbandes 12 erstreckt. In der
Mitte umfasst die Umlenkwalze 9 eine Aussparung 18,
die genügend
Platz bietet, um die Drehlager 3 ungehindert die Umlenkrollen 16 und 17 passieren
zu lassen.
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6 zeigt
eine weitere mögliche
Ausführungsform,
bei der Umlenkrollen 10 und 11 beabstandet voneinander
angeordnet sind. Dabei ist der Abstand zwischen den Umlenkrollen 10 und 11,
dass die Drehlager 3 ungehindert zwischen den Umlenkrollen 10 und 11 hindurch
laufen können.
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Es
wurde vorliegend nur die Umlenkung des oberen Transportbandes 12 beschrieben,
wobei die Umlenkung des Transportbandes 13 baugleich ausgebildet
sein kann. Nach der Umlenkung wird das gefaltete Material 6 an
die Ausgabevorrichtung 19 übergeben.
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Während des
Betriebs wird die Vorrichtung von der Materialfertigungsseite her
mit dem gefaltetem Material 6 bestückt und über die Transporteinrichtung 1 durch
die Vorrichtung hindurch befördert. Dabei
ist eine Faltkante 15 des Materials 6 in Laufrichtung
angeordnet und steht an gegenüberliegenden
Seiten über
das schmale Transportband der Transporteinrichtung 1 hervor.
Sobald das Material 6 den Drehbereich erreicht, wird es über die
Betätiger 2 und 2' so gedreht,
dass benachbartes, nacheinander ankommendes Material 6 jeweils
in gegenläufige Richtung
gedreht wird. Dabei ist das Material 6 zwischen einem Paar
von Drehlagern 3 von oben und unten eingeklemmt. Sobald
die Drehlager 3 mit dem gefalteten Material 6 die
Betätiger 2 bzw. 2' berühren, wird
auf das gefaltete Material 6 ein Drehmoment ausgeübt, wodurch
eine Drehung des gefalteten Materials 6 um knapp 90 Grad
erreicht.
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Die
Betätiger 2 und 2' dreht sich
dabei ebenfalls durch die Drehung der Stange 7, wobei immer nur
ein Betätiger 2 oder 2' in Eingriff
mit einem gefalteten Material 6 gelangt. Nachdem das gefaltete
Material 6 gedreht ist, sind die Faltkanten 15 abwechselnd
rechts und links des Transportbandes angeordnet.
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Nach
der Drehung des gefalteten Materials 6 wird es durch seitlich
an der Transporteinrichtung 1 angeordnete Führungsglieder 5 ausgerichtet,
so dass die Faltkanten 16 benachbarten Materials 6 im wesentlichen
parallel in Transportrichtung angeordnet sind.
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Dann
wird das Material 6 an die Ausgabevorrichtung 19 übergeben,
die das bestimmungsgemäß gedrehte
Material zum Materialstapelbereich weiter transportiert, wo es zu
einem quaderförmigen
Paket weiterverarbeitet wird.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
ein Paket aus gefaltetem Material zu schaffen, bei dem benachbartes
gefaltetes Material 6 alternierend um 180 Grad gedreht
gepackt ist.
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Die
Betätiger 2, 2' und die Führungsglieder 5 können dabei
zuschaltbar sein, so dass bei Bedarf auch die Transportvorrichtung
durchlaufen werden kann, ohne dass ein zwangsläufiges Drehen des Materials
erfolgt. Zudem ist es möglich,
das durchlaufende Material auch in dieselbe Richtung zu Drehen,
beispielsweise wenn keine Faltung vorhanden ist oder ein gegenläufiges Drehen
benachbarten Materials nicht gewünscht
wird. Bei quadratischem Material ist es auch möglich, die Faltkante benachbarten
Materials statt um 180° nur
um 90° versetzt
zueinander anzuordnen.
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Wenn
mehrere Betätiger 2 bzw. 2' hintereinander
geschaltet sind, können
auch Drehungen des Materials von mehr als 90° realisiert werden.
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- 1
- Transporteinrichtung
- 2
- Betätiger
- 2'
- Betätiger
- 3
- Drehlager
- 4
- Verdrehgestänge
- 5
- Führungsglied
- 6
- Gefaltetes
Material
- 7
- Stange
- 8
- Wälzlager
- 9
- Umlenkwalze
- 10
- Umlenkrolle
- 11
- Umlenkrolle
- 12
- Oberes
Transportband
- 13
- Unteres
Transportband
- 14
- Transporteinrichtung
- 15
- Faltkante
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- Umlenkrolle
- 18
- Aussparung
- 19
- Ausgabevorrichtung