DE3811993C2 - Vorrichtung zur Zufuhr von Stapeln eines Flachmaterials zu einer Verarbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zufuhr von Stapeln eines Flachmaterials zu einer Verarbeitungsma­ schine, insbesondere zu einer Zigaretten-Verpackungsmaschine.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Zu­ fuhr von Stapeln von Kartonzuschnitten, aus denen Zigaretten­ päckchen gebildet werden, geeignet.

Es ist bekannt, daß Verpackungsmaschinen für Zigaretten-Hartpäckchen mit Stapeln von Zuschnitten gespeist werden, die von Hand auf einen Zufuhrförderer aufgebracht werden, der bei seiner stufenweisen Vorwärtsbewegung einzelne Stapel zu Überführungseinrichtungen transportiert, die dazu aus­ gelegt sind, einzelne Zuschnitte auf die Verpackungsstraße an der Maschine zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, Stapel von Zuschnitten völlig automatisch auf den Zufuhrförderer einer Verpackungs­ maschine zu transportieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrich­ tung zur Zufuhr von Stapeln eines Flachmaterials, insbeson­ dere von Zuschnitten zur Ausbildung von Zigarettenpäckchen, zu einer die Zuschnitte verwendenden, mit einem Zufuhrförde­ rer versehenen Maschine vor, die sich dadurch auszeichnet, daß die Vorrichtung ein die Stapel speicherndes, eine tragen­ de Fläche für die Seite an Seite angeordneten Stapel bestim­ mendes Magazin sowie eine die Stapel aufeinanderfolgend von der tragenden Fläche abnehmende und diese auf den Zufuhrför­ derer transportierende Überführungseinrichtung umfaßt, welche einen zur Aufnahme eines der Stapel ausgebildeten, in Gegen­ überlage zur tragenden Fläche zu positionierenden, ein der tragenden Fläche zugewandtes offenes Ende aufweisenden Käfig hat, daß an dem Käfig Greif- oder Halteeinrichtungen gehal­ ten sind, die zwischen einer offenen Stellung sowie einer Stellung, in der sie das offene Käfigende wenigstens teil­ weise verschließen, bewegbar sind, daß Fühleinrichtungen, die die Lage eines jeden Stapels mit Bezug zum Zufuhrförderer ermitteln, vorhanden sind, daß von den Fühleinrichtungen gesteuerte erste Antriebseinrichtungen den Käfig zwischen jedem Stapel auf der tragenden Fläche sowie dem Zufuhrförde­ rer bewegen und daß eine zweite Antriebseinrichtung die Greif­ einrichtungen zwischen deren offener sowie verschließender Stellung bewegt.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer diesen nicht be­ schränkenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Zigaretten-Ver­ packungsmaschine mit der Zufuhrvorrichtung für Kartonzuschnitte gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Darstellung einer Einzelheit der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2;

Fig. 4 eine Einzelheit zu Fig. 3 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 5 eine Einzelheit zu Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 sind eine Zigaretten-Verpackungsmaschine 1 und ein Zufuhr-Förderband 2 für die Zufuhr von Stapeln 3 aus Karton­ zuschnitten zu (nicht gezeigten) Verpackungseinheiten an der Maschine 1 dargestellt.

Die Stapel 3 werden aufeinanderfolgend auf das Förderband 2 mit Hilfe eines Zufuhrsystems 4 gefördert, dem ein Speicher oder Magazin 5 zugeordnet ist, der bzw. das seitlich zum För­ derband 2 angeordnet ist. Das Magazin 5 weist eine obere tra­ gende Fläche auf, die von einer ebenen Tragplatte 6 gebildet wird, welche parallel zur Oberfläche des Förderers 2 verläuft und auf der die Stapel 3 in einer vorgegebenen Weise, die durch eine Anzahl von die Tragplatte 6 durchsetzenden Durch­ gangslöchern 7 bestimmt wird, angeordnet sind.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind diese Durchgangslöcher 7 in der Platte 6 an den Schnittpunkten einer Anzahl von Li­ nien 8 und 9 ausgebildet, die sich rechtwinklig bzw. parallel zum Pfeil 10, der die Laufrichtung des Förderbandes 2 angibt, erstrecken, so daß die Ecken einer Anzahl von Rechtecken 11, deren längere Achsen jeweils rechtwinklig zum Pfeil 10 verlau­ fen, bestimmt werden. Die Stapel 3 werden auf der Tragplatte 6 derart angeordnet, daß die Grundfläche eines jeden Stapels 3 jeweils ein zugeordnetes Rechteck 11 einnimmt. Die Stapel werden in Richtung der Linie 8 so zusammengebracht, daß, wenn alle Rechtecke 11 von einem zugeordneten Stapel 3 belegt sind, jedes Durchgangsloch 7 ein freiliegendes Zwischenteil 12 auf­ weist, welches von oben her zugänglich ist, während der Rest des Durchgangslochs 7 von einem Eckenteil einander benach­ barter Stapel 3 bedeckt ist.

Die Stapel 3 werden auf das Förderband 2 mit Hilfe einer Überführungseinrichtung 13 aufgebracht, die, wie in Fig. 1 gezeigt ist, zwei Schienen 14 umfaßt, welche parallel zum Pfeil 10 verlaufen sowie oberhalb und an jeder Seite der aus dem Magazin 5 und dem Förderband 2 bestehenden Baugruppe ange­ ordnet sind. Diese Schienen 14 lagern gleitend jeweils Schie­ ber 15, die durch einen hin- und herbewegbaren Querträger 16 verbunden sind, welcher, wie durch die parallel zum Pfeil 10 gerichteten Pfeile 17 angedeutet ist, über dem Magazin 5 und dem Förderband 2 verfahrbar ist. Die Hin- und Herbewe­ gung des Querträgers 16 wird durch einen Schrittmotor 18 be­ wirkt, der an einem der Schieber 15 gehalten und mit der zuge­ ordneten Schiene 14 durch einen Ritzel-/Zahnstangensatz 19 verbunden ist.

An dem Querträger 16 ist verschiebbar ein Schlitten 20 gela­ gert, der eine von einem Motor 21 gebildete Antriebseinrich­ tung trägt. Der Motor 21 ist mit dem Querträger 16 durch einen Ritzel-/Zahnstangensatz 22 verbunden, so daß der Schlitten 20 längs des Querträgers 16 hin- und herbewegt wird, und zwar in Richtung der rechtwinklig zum Pfeil 10 gerichteten Pfei­ le 23.

Wie den Fig. 1-3 zu entnehmen ist, befindet sich unter dem Schlitten 20 hängend ein Überführungskopf 24, der im wesentli­ chen aus einem parallelepipedischen, kastenartigen Gehäuse 25 gebildet wird, von dessen Deckwand 26 sich aufwärts zwei parallele Stangen 27 und 28 erstrecken, deren untere Enden einstückig mit der Deckwand 26 verbunden sind. Die oberen Abschnitte der Stangen 27 und 28 sind verschiebbar in verti­ kalen Hülsen oder Buchsen 29 und 30, welche am Schlitten 20 befestigt sind, aufgenommen. Die Stange 27 dient als eine eine Drehung verhindernde Führung, während die Stange 28 als Antriebsstange wirkt und durch einen Ritzel-/Zahnstangensatz 31 mit der Abtriebsseite einer von einem Motor 32 gebildeten Antriebseinrichtung am Schlitten 20 verbunden ist, um dem Kopf 24 vertikal auf- und abzubewegen, wie durch die Pfeile 33 (Fig. 3) angedeutet ist.

Von der Bodenwand 34 des Gehäuses 25 erstreckt sich verti­ kal abwärts ein Abzieh- oder Aufnahmekäfig 35, der zur Auf­ nahme eines Stapels 3 ausgestaltet und durch vier rohrförmige Stangen 36, von denen jede einen oberen, der Außenfläche der Bodenwand 34 angepaßten Flansch hat, bestimmt wird. Über dem jeweiligen Flansch 37 weist jede Stange 36 einen Endab­ schnitt 38 auf, der drehbar in einem zugeordneten Loch 39, welches in der Bodenwand 34 ausgebildet ist, aufgenommen und innerhalb des Gehäuses 25 mit einem Zahnsektor 40 versehen ist.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Stangen 36 bzw. deren obere Endabschnitte 38 im wesentlichen in Form eines rechteckigen Parallelepipeds angeordnet, dessen Grundfläche im großen und ganzen gleich derjenigen eines der Rechtecke 11 ist. Die an jeweils einem Paar von Stangen 36, welche an den kurzen Seiten des Rechtecks angeordnet sind, angebrach­ ten Zahnsektoren 40 kämmen miteinander, so daß die jeweils einander zugeordneten Stangen 36 im Betrieb in entgegengesetz­ ten Richtungen gedreht werden. Einer der Zahnsektoren 40 aus jedem Paar ist über einen Exzenterzapfen 41 mit jeweils einem Ende eines Antriebs 42 verbunden. Der mittlere Teil dieses Antriebs 42 verläuft nahezu parallel zum Querträger 16 und besteht aus einer geraden Stange 43, deren mittiger Abschnitt sich durch eine Antriebseinrichtung, die von einem Steuermo­ tor 40 gebildet wird, erstreckt. Der Motor 44 hat eine hohle Welle, die mit der Stange 43 durch eine (nicht gezeigte) Ver­ bindung nach Art einer Spindel und Spindelmutter gekoppelt ist.

Das untere Ende einer jeden Stange 36 ist einstückig mit einer Greif- oder Halteeinrichtung verbunden, die von einem radial gerichteten Arm 45 gebildet wird, welcher sich infolge der Drehung der Stange 36 durch den Motor 44 über den jeweils zugeordneten Zahnsektor 40 um etwa 90° um die Achse der Stan­ ge 36 dreht, und zwar zwischen einer ersten, untätigen Stel­ lung, in der der Arm 45 in das freiliegende Teil 12 eines jeweiligen Lochs 7 eingeführt werden kann, und einer Greif­ stellung, in der der Arm 45 einen zugeordneten Stapel 3 unter­ greifen kann.

Wie die Fig. 4 zeigt, erstrecken sich innerhalb von wenig­ stens einer der rohrförmigen Stangen 36 zwei Faserbündel 46 und 47, deren untere Enden jeweils mit zugeordneten Ermitt­ lungseinrichtungen, welche von optischen Fühlern 48 und 49 gebildet werden, verbunden sind. Der Fühler 48 ist mit der Achse der Stange 36 in Flucht. Der Fühler 49 ist rechtwinklig zur Achse der Stange 36 innerhalb einer radialen Bohrung an­ geordnet, deren Achse zur oberen Fläche des jeweiligen Arms 45 koplanar liegt.

Der Betrieb der Überführungseinrichtung 13 wird durch ein automatisches (nicht gezeigtes) Steuergerät bekannter Art, das überlicherweise bei einer dreidimensionalen (Koordinaten­ achsen-)Steuereinrichtung zur Anwendung kommt, gesteuert.

In ihrer untätigen Ausgangsstellung ist die Überführungsein­ richtung 13 so angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist, wobei ihre Stangen 28 in der völlig angehobenen Lage sind und den Käfig 35 auf einer höheren Ebene gegenüber den Stapeln 3 auf dem Förderband 2 und innerhalb des Magazins 5 halten.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das Magazin entweder eine einzelne Tragplatte 6, die eine Anzahl von Stapeln 3 trägt, oder eine Anzahl von übereinanderliegenden Tragplatten 6, von denen jede eine zugeordnete Anzahl von Stapeln 3 trägt, umfassen kann.

Wenn eine Tragplatte 6 innerhalb des Magazins 5 mit ihren Stapeln 3 in der Abziehposition angeordnet ist, dann bestimmt die Überführungseinrichtung 13 zuerst die genaue Lage dieser Tragplatte 6. Zu diesem Zweck werden die Motoren 18 und 21 betrieben, so daß einer der optischen Fühler 48 dazu gebracht wird, aufeinanderfolgend den horizontalen Ort von zwei recht­ winkligen Kanten der Platte 6 zu bestimmen. Da die Abmessungen der Platten 6 genormt und insofern dem (nicht gezeigten) Steuergerät bekannt sind, wird auf diese Weise der horizon­ tale Ort der Platte 6 eindeutig bestimmt. Dann wird der Kopf 24 seitwärts nach außerhalb der Platte 6 bewegt und der Motor 32 betrieben, um den Käfig 35 abzusenken und durch einen der Fühler 49 die Höhe, auf der die Platte 6 angeordnet ist, zu bestimmen. Somit wird die Lage der Platte 6 mit Bezug zum Förderband 2 gänzlich festgelegt und vom Steuergerät ge­ speichert.

Zur Überführung eines neuen Stapels 3 von der Tragplatte 6 auf das Förderband 2 wird die Überführungseinrichtung 13 be­ trieben, so daß der Kopf 24 von der untätigen Stellung ober­ halb des Förderbandes 2 zu einer Ermittlungsstellung über der Platte 6 bewegt wird. Über zwei aufeinanderfolgende Ermitt­ lungsvorgänge, die denjenigen zur Bestimmung der horizontalen Lage der Tragplatte 6 gleichartig sind, wird durch diese Ver­ schiebung des Kopfes 24 für eine Bestimmung der exakten hori­ zontalen Lage eines ersten Stapels 3 für ein Abziehen oder Abnehmen gesorgt. Dann wird der Kopf 24 durch das Steuergerät über den ermittelten Stapel 3 verfahren, wobei die Stangen 36 und die zugeordneten Arme 45 in der in Fig. 5 mit ausgezo­ genen Linien angegebenen Stellung sind. Hierauf wird der Motor 32 betrieben, um den Käfig 35 abzusenken und die Arme 45 in die freiliegenden Teile 12 der Durchgangslöcher 7 an den Ecken des ausgewählten Stapels 3 einzuführen. Darauf wird der Motor 44 betrieben, um die Stangen 36 sowie die Arme 45 in die gestrichelt in Fig. 5 angegebene Stellung zu drehen, so daß die Arme 45 sich gegen die Unterseite des Stapels 3 anlegen, worauf die Motoren 32, 21 und 18 aufeinanderfolgend betrieben werden, um den Kopf 24 auf ein höheres Niveau als die übrigen, auf der Tragplatte 6 befindlichen Stapel 3 anzu­ heben und dann in eine Lage oberhalb des Förderbandes 2 zu bewegen. Hierauf werden die Motoren 32 und 44 nacheinander betrieben, um den Stapel 3 auf das Förderband 2 zu bringen und freizugeben, woraufhin wiederum der Motor 32 betrieben wird, um den Kopf 24 in die angehobene, untätige Stellung zurückzuführen.

Ein (nicht gezeigtes) Zählwerk an der Verpackungsmaschine 1, das mit dem Steuergerät verbunden ist, bewirkt eine Wieder­ holung des obigen Vorgangs, wenn die Stapel 3 auf dem Förder­ band 2 nach und nach verbraucht werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Zufuhr von Stapeln eines Flachmaterials, insbesondere von Zuschnitten zur Herstellung von Zigaret­ tenpäckchen, zu einer die Zuschnitte verwendenden, mit einem Zufuhrförderer versehenen Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein die Stapel (3) speicherndes, eine tragende Fläche (6) für die nebenein­ ander angeordneten Stapel bestimmendes Magazin (5) sowie eine die Stapel aufeinanderfolgend von der tragenden Flä­ che abnehmende und diese auf den Zufuhrförderer transpor­ tierende Überführungseinrichtung (13) umfaßt, welche einen zur Aufnahme eines der Stapel (3) ausgebildeten, in Gegen­ überlage zur tragenden Fläche (6) zu positionierenden, ein der tragenden Fläche zugewandtes offenes Ende aufwei­ senden Käfig (35) hat, daß an dem Käfig Greifeinrichtun­ gen (45) gehalten sind, die zwischen einer offenen Stel­ lung sowie einer Stellung, in der sie das offene Käfig­ ende wenigstens teilweise verschließen, bewegbar sind, daß Fühleinrichtungen (48, 49), die die Lage eines jeden Stapels (3) mit Bezug zum Zufuhrförderer (2) ermitteln, vorhanden sind, daß von den Fühleinrichtungen (48, 49) gesteuerte erste Antriebseinrichtungen (18, 21, 31) den Käfig (35) zwischen jedem Stapel auf der tragenden Fläche (6) sowie dem Zufuhrförderer (2) bewegen und daß eine zweite Antriebseinrichtung (44) die Greifeinrichtungen (45) zwischen deren offener sowie verschließender Stel­ lung bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen erste Einrichtungen (18, 21), die den Käfig (35) parallel zur tragenden Fläche (6) be­ wegen, und eine zweite Einrichtung (32), die den Käfig (35) senkrecht zur tragenden Fläche bewegt, umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (35) an einem Kopf (24) gehalten ist sowie eine Anzahl von vom Kopf ausgehenden, senkrecht zur tra­ genden Fläche (6) verlaufenden Stangen (36) umfaßt und die Greifeinrichtungen (45) an den freien Enden der Stangen (36) gehalten sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende Fläche (6) mit einer An­ zahl von Durchgangslöchern (7), von denen jedes so ange­ ordnet ist, daß es teilweise die untere Stirnfläche eines jeweils zugeordneten, auf der tragenden Fläche befindli­ chen Stapels (3) nach außen überragt, versehen ist, daß jede der Stangen (36) mit dem überragenden Teil eines jeden Durchgangslochs in Ausrichtung zu bringen ist und daß in das Durchgangsloch (7) das freie Ende von jeweils einer zugeordneten Stange einführbar sowie der untere Randbereich des Durchgangslochs von einer zugeordneten Greifeinrich­ tung (45) erfaßbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtung (45) einer jeden Stange (36) einen vom freien Ende der Stange radial aus­ wärts gerichteten Arm (45) umfaßt, der mit der zweiten Antriebseinrichtung (44) für eine Drehung um die Achse der Stange (36) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (45) einstückig mit seiner zugeordneten Stange (36) verbunden ist, daß jede Stange am Kopf (24) für eine Drehung mit Bezug zum Kopf um ihre eigene Achse gelagert ist und daß die zweite Antriebsein­ richtung (44) am Kopf (24) gehalten sowie mit jeder Stan­ ge (36) gekoppelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtungen (48, 49) an wenig­ stens einer der Stangen (36) gehalten sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtungen einen ersten optischen, an der Stange in axialer Beziehung zu dieser gehaltenen Fühler (48) umfas­ sen und jeder erste optische Fühler für die Ermittlung des Ortes eines jeden Stapels (3) auf der tragenden Fläche (6) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens eine der Stangen (36) die Fühleinrichtungen einen zweiten optischen, an der Stan­ ge in radialer Beziehung zu dieser gehaltenen Fühler (49) umfassen und daß der zweite Fühler bei seiner Verwendung für die Ermittlung der Lage der tragenden Fläche (6) sowie zur Steuerung der zweiten Antriebseinrichtung (44) für die Bewegung der Greifeinrichtungen (45) in eine die Unter­ fläche eines zugeordneten Stapels (3) erfassende Stellung ausgebildet ist.