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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten gemäß Anspruch 1, eine Tiefziehverpackungsmaschine oder Schalenverschließmaschine umfassend ein System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten nach Anspruch 9, ein Verfahren zum Entstapeln von Kartonzuschnitten nach Anspruch 10.
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Üblicherweise werden für das Herstellen von Verpackungsmulden mit einer Kartonschale ungefaltete Kartonzuschnitte von einer Stapelvorrichtung entstapelt, in einer Matrize mittels einer Eindrückbewegung gefaltet und einer Verpackungsmaschine bzw. einer Tiefziehverpackungsmaschine oder einer Schalenverschließmaschine zugeführt. Diese Arbeitsschritte sind aber aufwändig und benötigen mehrere Arbeitsstationen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten sowie ein Verfahren zum Entstapeln von Kartonzuschnitten zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst.
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Das erfindungsgemäße System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten umfasst ein Stapelmagazin zum Aufnehmen eines Stapels von Kartonzuschnitten, wobei das Stapelmagazin ein Rückhaltesystem aufweist, mindestens eine erste Matrize, umfassend eine erste Mulde für ein Formgeben der Kartonzuschnitte, und eine Transportvorrichtung mit mindestens einer Greifeinheit zum Ergreifen und Verlagern von Kartonzuschnitten, wobei die Transportvorrichtung dazu konfiguriert ist, mindestens einen Kartonzuschnitt von dem Stapel zu ergreifen, den Kartonzuschnitt in die erste Mulde zu transportieren und den Kartonzuschnitt unter Ausüben einer Kraft zu formen. Dieses System ermöglicht es, die Kartonzuschnitte eines Stapels von Kartonzuschnitten in einer Arbeitsstation zu vereinzeln und ihnen eine bestimmte (insb. 3-dimensionale, aufgerichtete) Form zu geben. Mit „Formen“ oder „Formgeben“ ist im Sinne der Erfindung ein zumindest teilweises und zumindest abschnittsweises Aufrichten eines Kartonzuschnitts gemeint.
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Es ist auch möglich, die Kartonzuschnitte eines Stapels von Kartonzuschnitten in einer Arbeitsstation zu vereinzeln und ihnen eine bestimmte Form zu geben und sie in einem Transportsystem einer Verpackungsmaschine z.B. einer Tiefziehverpackungsmaschine oder einer Schalenverschließmaschine zu fixieren. Das Rückhaltesystem kann in Bezug auf seitliche Stapelmagazinstützen senkrecht ausgebildete Halteplatten aufweisen, um die Kartonzuschnitte in dem Stapelmagazin zu halten. Die erste Matrize kann unterhalb des Stapelmagazins angebracht werden. Die Matrize kann mindestens eine Saugeinheit aufweisen, wodurch der in der Matrize geformte Kartonzuschnitt bis zu einer weiteren Übergabe in die Mulde der Matrize fixiert bleibt. Die Matrize kann mehrere, z.B. zwei bis vier, Saugeinheiten aufweisen. Die Transporteinheit kann mehrere, z.B. zwei bis vier Greifeinheiten aufweisen. Die Matrize kann mehrere nebeneinander angeordnete Mulden aufweisen. Die Matrize kann in ein Transportsystem integriert sein. Das Transportband kann ein Zuführband mit vorspringenden Formplatten sein.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Transportvorrichtung dazu konfiguriert ist, den Kartonzuschnitt durch ein Ansaugen zu ergreifen und in die erste Mulde hineinzuziehen. Die Greifeinheiten der Transportvorrichtung können mindestens eine Saugeinheit aufweisen.
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Bevorzugt weist die erste Matrize mindestens eine erste Durchgangsöffnung auf, wobei die Transportvorrichtung dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Greifeinheit durch die erste Durchgangsöffnung hindurch zu bewegen. Dadurch können die Kartonzuschnitte in einer im Wesentlichen vertikalen Bewegungsbahn zwischen einer Stapelposition in dem Stapelmagazin und einer Ablegeposition in der ersten Mulde der Matrize transportiert werden. Die erste Matrize kann z.B. 2 bis 4 Durchgangsöffnungen aufweisen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Transportvorrichtung dazu konfiguriert, auf den Kartonzuschnitt von oben Druck auszuüben und den Kartonzuschnitt in die erste Mulde hineinzudrücken. In dieser Ausführungsvariante muss in der Matrize keine Durchgangsöffnung vorhanden sein. In dieser Ausführungsvariante ist es besonders vorteilhaft, einen Abstand zwischen der Matrize und dem Stapelmagazin vorzusehen, der zumindest 20 cm, bevorzugt 20 cm bis 100 cm beträgt. Die Transportvorrichtung kann einen Roboterarm aufweisen, um die Kartonzuschnitte einzeln zu ergreifen, umzudrehen und in die erste Mulde hineinzudrücken. Der Roboterarm kann eine Saugeinheit umfassen, um die Kartonzuschnitte zu ergreifen.
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Bevorzugt weist das System eine zweite Matrize für ein Formgeben von Kartonzuschnitten auf, wobei die zweite Matrize eine Öffnung umfasst, wobei die Transportvorrichtung dazu konfiguriert ist, den Kartonzuschnitt von dem Stapel durch die zweite Matrize hindurch in die erste Mulde zu transportieren. Dadurch können die Kartonzuschnitte zuerst durch die zweite Mulde vorgeformt werden und die vorgeformten Kartonzuschnitte können weiter in die erste Mulde hineingezogen werden, um ihre Endgestalt zu erhalten. Dieses zweistufige Formgeben vereinfacht und verbessert ein Ausrichten der Seitenwände der Kartonzuschnitte. Die zweite Matrize kann mehrere, z.B. zwei bis vier Durchgangsöffnungen aufweisen.
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Bevorzugt ist die zweite Matrize unterhalb des Stapelmagazins angeordnet. Es ist auch möglich die zweite Matrize oberhalb des Stapelmagazins anzuordnen.
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Vorteilhaft ist es, wenn eine obere Öffnungsweite der zweiten Matrize größer als eine obere Öffnungsweite der ersten Mulde ist. Die obere Öffnungsweite kann einem Abstand zwischen zwei seitliche Stützen des Stapelmagazins zum Halten von flachen Kartonzuschnitten entsprechen. Es ist auch möglich, dass eine untere Öffnungsweite der zweiten Matrize kleiner als die obere Öffnungsweite der ersten Mulde ist, um einen in der zweiten Matrize vorgeformten Kartonzuschnitt leichter in die erste Mulde aufzunehmen.
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Vorteilhafterweise weist die erste Mulde eine erste Bodenfläche und Seitenwände auf, wobei die Seitenwände der ersten Mulde gegenüber der ersten Bodenfläche einen ersten Neigungswinkel aufweisen, wobei die zweite Matrize geneigte Seitenwände aufweist, wobei die geneigten Seitenwände der zweiten Matrize einen zweiten Neigungswinkel aufweisen, der kleiner als der erste Neigungswinkel ist. Dadurch werden die Kartonzuschnitte zuerst in der zweiten Matrize seitlich aufgerichtet, was die spätere Einbringung dieser vorgeformten Kartonzuschnitte in der ersten Mulde vereinfacht und das endgültige Formgeben erleichtert.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Tiefziehverpackungsmaschine umfassend ein System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten. Die Tiefziehverpackungsmaschine kann zur Herstellung von Verpackungen mit gefalteten Kartonzuschnitten vorgesehen sein, die innen mit einer Folie ausgekleidet ist, um auch Lebensmittel gasdicht und lang haltbar verpacken zu können. Das System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten kann vor der Formstation der Tiefziehverpackungsmaschine angeordnet sein. Die in dem System zum Entstapen von Kartonzuschnitten geformten bzw. gefalteten Kartonzuschnitte können manuell in ein Transportsystem bzw. Zuführband eingelegt werden, wobei das Transportsystem die geformten Kartonzuschnitte an die Formstation heranführt, um manuell oder automatisiert in die Formwerkzeugunterteile eingelegt zu werden. Die geformten bzw. gefalteten Kartonzuschnitte können direkt in einem Transportsystem bzw. Zuführband der Tiefziehverpackungsmaschine fixiert werden, wobei das Transportsystem die geformten Kartonzuschnitte an die Formstation heranführt, um manuell oder automatisiert in die Formwerkzeugunterteile eingelegt zu werden. Das Transportsystem der Tiefziehverpackungsmaschine kann mit der ersten Matrize des Systems zum Entstapeln von Kartonzuschnitten einheitlich ausgebildet sein, d.h. die erste Matrize kann Teil des Transportsystems der Tiefziehverpackungsmaschine sein.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Schalenverschließmaschine umfassend das System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten. Die Schalenverschließmaschine kann mit einer Siegelvorrichtung ausgestattet sein. Die Siegelvorrichtung kann ein starres Werkzeugoberteil umfassen, welches während des Siegelvorgangs seine Lage beibehält. Die Siegelvorrichtung kann außerdem eine bewegliche Schalenaufnahme umfassen, die zur Aufnahme einer Schale vorgesehen ist. Die Schale, umfassend ein Produkt, kann durch ein Transportband in die Siegelvorrichtung geführt werden. In einer vorbestimmten Position in der Siegelvorrichtung kann die Schale von der Schalenaufnahme ergriffen und von dieser nach oben gegen das Werkzeugoberteil versetzt werden. Die Schale kann mit einer Deckelfolie, welche durch die Siegelvorrichtung geführt wird, verschlossen werden. Die Schalen können Kartonzuschnitte sein. Das System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten der Schalenverschließmaschine kann vor der Schalenaufnahmestation angeordnet sein. Die geformten bzw. gefalteten Kartonzuschnitte können direkt in einem Transportsystem bzw. Zuführband fixiert werden, wobei das Transportsystem die geformten Kartonzuschnitte der Schalenaufnahmestation zuführt.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Entstapeln von Kartonzuschnitten, umfassend folgende Verfahrensschritte: Aufnehmen eines Stapels von Kartonzuschnitten in einem Stapelmagazin, wobei das Stapelmagazin ein Rückhaltesystem aufweist, Bereitstellen mindestens einer ersten Matrize, umfassend eine erste Mulde für ein Formgeben von Kartonzuschnitten,
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Ergreifen mindestens eines Kartonzuschnitts durch eine Transportvorrichtung mit mindestens einer Greifeinheit, Transportieren des Kartonzuschnitts mittels der Transportvorrichtung von dem Stapel in die erste Mulde, Formen des Kartonzuschnitts in der ersten Mulde unter Ausüben einer Kraft auf den Kartonzuschnitt mittels der Transportvorrichtung. Dieses System ermöglicht es, die Kartonzuschnitte eines Stapels von Kartonzuschnitten in einer Arbeitsstation zu vereinzelnen und formzugeben. Es ist auch möglich, die Kartonzuschnitte eines Stapels von Kartonzuschnitten in einer Arbeitsstation zu vereinzeln und ihnen eine bestimmte Form zu geben sie und in einem Transportsystem einer Verpackungsmaschine z.B. einer Tiefziehverpackungsmaschine oder einer Schalenverschließmaschine zu fixieren.
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Vorteilhafterweise wird der Kartonzuschnitt durch die Greifeinheit von unten angesaugt und in die erste Mulde hineingezogen. Dadurch können die Kartonzuschnitte in einer vertikalen Bewegungsbahn zwischen einer Stapelposition in dem Stapelmagazin und einer Ablegeposition in der ersten Mulde der Matrize transportiert werden. Die erste Matrize kann eine erste Durchgangsöffnung aufweisen. Ein Abschnitt der Greifeinheit kann durch die erste Durchgangsöffnung hindurchbewegt werden. Die Greifeinheiten der Transportvorrichtung können mindestens eine Saugeinheit aufweisen.
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Vorteilhafterweise wird auf den Kartonzuschnitt durch die Greifeinheit von oben Druck ausgeübt und der Kartonzuschnitt in die erste Mulde hineingedrückt. In dieser Ausführungsvariante müssen in der Matrize keine Durchgangsöffnungen vorhanden sein. Es ist besonders vorteilhaft in dieser Ausführungsvariante, einen Abstand zwischen der Matrize und dem Stapelmagazin vorzusehen, der zumindest 20 cm, bevorzugt 20 cm bis 100 cm ist. Die Transportvorrichtung kann einen Roboterarm aufweisen, um die Kartonzuschnitte einzeln zu ergreifen, umzudrehen und in die erste Mulde hineinzudrücken. Der Roboterarm kann eine Saugeinheit umfassen.
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Vorteilhafterweise wird der Kartonzuschnitt von dem Stapel zuerst in eine zweite Matrize und dann in die erste Mulde der ersten Matrize transportiert. Dadurch können die Kartonzuschnitte zuerst durch die zweite Matrize vorgeformt werden (d.h. teilweise aufgerichtet) und die vorgeformten Kartonzuschnitte können weiter in die erste Mulde hineingezogen werden, um deren vollständig aufgerichtete Endgestalt zu erhalten. Dieses zweistufige Formgeben vereinfacht und verbessert ein Aufrichten der Seitenwände der Kartonzuschnitte. Ein Abschnitt der Greifeinheit kann durch eine Durchgangsöffnung hindurchbewegt werden.
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Bevorzugt ist die zweite Matrize unterhalb des Stapelmagazins angeordnet. Es ist auch möglich, die zweite Matrize oberhalb des Stapelmagazins anzuordnen.
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Vorteilhaft ist es, wenn eine obere Öffnungsweite der zweiten Matrize größer als eine obere Öffnungsweite der ersten Mulde ist. Die obere Öffnungsweite kann einem Abstand zwischen zwei seitliche Stützen des Stapelmagazins zum Halten von flachen Kartonzuschnitten entsprechen. Es ist auch möglich, dass untere Öffnungsweite der zweiten Matrize kleiner als die obere Öffnungsweite der ersten Mulde ist, um einen in der zweiten Matrize vorgeformten Kartonzuschnitt leichter in die erste Mulde leichter aufzunehmen.
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Sämtliche Merkmale, die in Zusammenhang mit dem System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten offenbart sind, können einzeln oder zusammen in dem Verfahren zum Entstapeln von Kartonzuschnitten zum Einsatz kommen. Sämtliche Merkmale, die in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Entstapeln von Kartonzuschnitten offenbart sind, können einzeln oder zusammen in dem System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten zum Einsatz kommen.
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Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung wird durch die folgenden Figuren gezeigt. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems zum Entstapeln von Kartonzuschnitten,
- 2 eine schematische Teilseitensicht der ersten Matrize und der zweiten Matrize,
- 3 eine schematische Seitenansicht des Systems,
- 4 eine schematische Seitenansicht des Systems,
- 5 eine schematische Tiefziehverpackungsmaschine umfassend das System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten in einer Seitenansicht,
- 6 eine schematische Schalenverschließmaschine umfassend das System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt das erfindungsgemäße System zum Entstapeln von Kartonzuschnitten 2. Das System 1 weist ein Stapelmagazin 3, eine erste Matrize 4, eine zweite Matrize 5 und eine Transportvorrichtung 6 auf.
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Das Stapelmagazin 3 weist seitliche vertikale Stützen 8 zum Aufnehmen eines Stapels 7 von Kartonzuschnitten 2 aus. Die Stützen 8 erstrecken sich von einem Basisgestell 9 eines Rückhaltesystems 10 des Systems 1. Das Basisgestell 9 weist im Wesentlichen horizontale Halteelemente 11 auf, um die Kartonzuschnitte 2 in dem Stapelmagazin 3 zu halten. Die Halteelemente 11 decken die Kartonzuschnitte 2 teilweise von unten ab.
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Die Transportvorrichtung 6 ist an dem Basisgestell 9 des Stapelmagazins 3 befestigt. Die Transportvorrichtung 6 weist eine im Wesentlichen horizontale Platte 12 auf, die sich durch eine Hubvorrichtung 13 der Transportvorrichtung 6 entlang einer ersten vertikalen Achse 14 hin und her bewegen kann. Auf der Platte 12 sind eine erste Greifeinheit 15 und eine zweite Greifeinheit 16 angebracht. Die Greifeinheiten 15, 16 umfassen Saugnäpfe (nicht gezeigt), die durch ein erstes Rohr 17 mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) in Verbindung stehen.
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Die erste Matrize 4 umfasst eine erste Mulde 18 für das Formgeben (d.h. Aufrichten) der Kartonzuschnitte 2. In der ersten Matrize 4 ist eine erste Durchgangsöffnung 19 und eine zweite Durchgangsöffnung 20 vorgesehen. Die ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 19, 20 erstrecken sich entlang einer Tiefe 21 der ersten Matrize 4. Ein Abschnitt 22 einer ersten Greifeinheit 15 der Transportvorrichtung 6 ist durch die erste Durchgangsöffnung 19 bewegbar und ein Abschnitt 22' einer zweiten Greifeinheit 16 der Transportvorrichtung 6 durch die zweite Durchgangsöffnung 20 bewegbar.
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An dem Basisgestell 9 ist die zweite Matrize 5 angebracht.
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2 zeigt eine schematische Teilansicht der ersten Matrize 4 und der zweiten Matrize 5. Die erste Matrize 4 weist eine obere Öffnungsweite 24, Seitenwände 25 und eine Bodenfläche 26 auf. Die Seitenwände 25 der ersten Mulde 18 weisen gegenüber der ersten Bodenfläche 26 einen ersten Neigungswinkel 27 auf. Die zweite Matrize 5 umfasst eine Öffnung 23 mit einer oberen Öffnungsweite 24'und einer unteren Öffnungsweite 28. Die zweite Matrize 5 umfasst geneigte Seitenwände 25' und gerade Seitenwände 29, wobei die geneigten Seitenwände 25' gegenüber der unteren Öffnungsweite 28 einen zweiten Neigungswinkel 30 aufweisen. Die obere Öffnungsweite 24' der zweiten Matrize 5 ist größer als die obere Öffnungsweite 24 der ersten Mulde 18. Die untere Öffnungsweite 28 der zweiten Matrize 5 ist kleiner als die obere Öffnungsweite 24 der ersten Mulde 18. Der zweite Neigungswinkel 30 ist kleiner als der erste Neigungswinkel 27.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht des Systems 1. Um einen Kartonzuschnitt 2 von dem Stapel 7 in die Öffnung 23 der zweiten Matrize 5 hineinzuziehen und vorzuformen, wird der Abschnitt 22 der ersten Greifeinheit 15 durch die erste Durchgangsöffnung 19 der ersten Matrize 4 und der Abschnitt 22' der zweiten Greifeinheit 16 durch die zweite Durchgangsöffnung 20 der ersten Matrize 4 hindurchbewegt. Der unterste Kartonzuschnitt 2 in dem Stapelmagazin 3 wird von unten durch Ansaugen ergriffen. Dieser Kartonzuschnitt 2 wird in die Öffnung 23 der zweiten Matrize 5 hineingezogen und durch die Seitenwände 25` der zweiten Matrize 5 vorgeformt (d.h. teilweise aufgerichtet). In der 3 ist der Kartonzuschnitt 2 in der Öffnung 23 der zweiten Matrize 5 in seinem vorgeformten Zustand 31 gezeigt.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Systems 1. Der in der 3 gezeigte, in der Öffnung 23 der zweiten Matrize 5 vorgeformte Kartonzuschnitt 2 wird in die erste Mulde 18 der ersten Matrize 4 hineingezogen und hier in einer endgültigen Form 32 z.B. in einer Schalenform geformt. Die erste Matrize 4 umfasst weiterhin eine erste Saugnapföffnung 33 mit einem ersten Saugnapf 34 und eine zweite Saugnapföffnung 35 mit einem zweiten Saugnapf 36, die mit einer nicht gezeigten Vakuumeinheit verbunden ist. Wenn der Kartonzuschnitt 2 an einer Bodenfläche 26 der ersten Mulde 18 anliegt, wird dieser Kartonzuschnitt 2 dort mittels der ersten Saugnäpfe 34 und zweiten Saugnäpfe 36 fixiert und das Vakuum der Greifeinheiten 15,16 wird abgeschaltet. Die in der ersten Mulde 18 geformten bzw. gefalteten oder aufgerichteten Kartonzuschnitte 2 werden bis zu einer weiteren Übergabe in der ersten Matrize 4 fixiert bleiben.
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5 zeigt schematisch eine Tiefziehverpackungsmaschine 37 umfassend das System 1 zum Entstapeln von Kartonzuschnitten 2 mit den oben ausgeführten Merkmalen. Die Tiefziehverpackungsmaschine 37 weist eine Formstation 38, eine Siegelstation 39 und eine Schneidstation 40 auf, die in dieser Reihenfolge in einer Arbeitsrichtung R an einem Maschinengestell 41 angeordnet sind. Eingangsseitig befindet sich an dem Maschinengestell 41 eine Zufuhrrolle 42, von der eine erste Folienbahn 43 abgezogen wird. Die in dem System 1 geformten Kartonzuschnitte 2 werden jeweils mittels eines Manipulators 44 von der ersten Matrize 4 einzeln abgenommen und an ein an der Tiefziehverpackungsmaschine 37 angeordnetem Zuführband 45 herangeführt und in die Formstation 38 eingelegt, in der eine Folie in die geformten Kartonzuschnitte 2 eingeformt wird.
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6 zeigt schematisch eine Schalenverschließmaschine 46 umfassend das System 1 zum Entstapeln von Kartonzuschnitten 2. Die Schalenverschließmaschine 46 weist eine Siegelstation 47 zum Verschließen von Schalen mit einer Deckelfolie auf. Die Siegelstation 47 weist ein Werkzeugoberteil und eine Schalenaufnahme (nicht gezeigt) auf. Die in dem System 1 geformten Kartonzuschnitte 2 werden jeweils mittels eines Manipulators 48 von der ersten Matrize 4 einzeln abgenommen und an ein an der Schalenverschließmaschine 46 angeordnetem Zuführband 49 herangeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017121438 A1 [0002]
- DE 102012001817 A1 [0002]
