-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum genauen
Ausrichten von zwei Gegenständen.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum genauen Ausrichten eines Schachtelzuschnitts von einem Zuführstrom
mit einem oder mehreren Einsätzen
von einem zweiten Zuführstrom,
wenn sich diese entlang einer Schachtelausbildungsmaschine stromabwärts bewegen,
so dass, wenn die Ströme
zusammenfließen, der
Einsatz an der richtigen Stelle auf dem Zuschnitt angeordnet wird.
-
Häufig bilden
Einsätze
Teile verhältnismäßig komplexer
Schachteln, wie beispielsweise Schachteln des Korbtyps, wo diese
beispielsweise eingesetzt werden können, um Gegenstandstrenneinrichtungen
auszubilden, sobald der Zuschnitt in eine Schachtel ausgebildet
worden ist. Es ist wichtig, dass derartige Einsätze genau auf dem Zuschnitt
angeordnet werden, so dass Klebstoff, der auf den Zuschnitt aufgebracht
worden ist, an den richtigen Abschnitten des Einsatzes bzw. der
Einsätze
anhaftet, und so dass sich der Einsatz bzw. die Einsätze an der
richtigen Stelle befindet bzw. befinden, sobald die Schachtel ausgebildet
worden ist.
-
Herkömmliche
Vorrichtungen zum Ausrichten zweier Gegenstände, beispielsweise eines Schachtelzuschnitts
und einer Gruppe von Flaschen, umfassen im allgemeinen getrennte
Kettensätze
für den
Zuschnitt und die Gruppe von Flaschen mit synchronisierten Zapfen,
um den Zuschnitt bzw. die Flasche in Eingriff zu nehmen und diese
einem einzigen Konvergierungspunkt zu zuführen, um somit zu bewirken,
dass die Flasche bzw. die Flaschen mit dem Zuschnitt ausgerichtet
ist bzw. sind. Ein Nachteil von Zuführungen mit Ketten und Zapfen
besteht darin, dass der Abstand der Zuführung zwischen Gegenständen feststeht
und dass daher die Zapfen oftmals bei Umstellungen auf einen anderen
Schachteltyp neu eingestellt werden müssen, was die Stillstandszeit
der Maschine erhöht
und somit die Produktionskosten für den Endverbraucher erhöht, falls
häufige Umstellungen
des Schachteltyps erforderlich sind.
-
Die
WO 93/08979 zum Beispiel beschreibt eine Ausrichtungsvorrichtung,
bei der zwei Ströme von
Gegenständen
mechanisch synchronisiert werden.
-
Als
Alternative dazu, getrennte Einsätze
in Schachteln des Korbtyps oder in anderen Schachteltypen bereit
zu stellen, kann ein einstöckiger
Zuschnitt verwendet werden, der keinen getrennten Einsatz erfordert.
Diese Zuschnitte benötigen üblicherweise
mehr Pappmaterial, als es für
einen zweistöckigen
Zuschnitt verwendet wird, und erfordern ferner mehr Faltschritte,
um die Schachtel aufzurichten. Dies erhöht wiederum die Produktionskosten. Ferner
muss der einstöckige
Zuschnitt ein Pappmaterial einer einheitlichen Güte verwenden, wohingegen es
bei Zuschnitten aus zwei Stücken
möglich
ist, Pappmaterial unterschiedlicher Güte für einen oder den anderen der
Zuschnitte zu verwenden, um dadurch Materialkosten einzusparen.
-
Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Kerbenbrechvorrichtung in einer Verpackungsvorrichtung. Derartige
Vorrichtungen sind wohlbekannt für
kontinuierliche Materialstriefen. Die U.S.-PS 5 855 969 zum Beispiel beschreibt
eine Kerbenvorrichtung für einen
kontinuierlichen Streifen 48, der für eine Brechstange 72 mittels
einer Steuervorrichtung vorgerückt oder
abgebremst wird, die die Bewegung des Streifens steuert.
-
Die
Erfindung strebt danach, die dem Stand der Technik anhaftenden Probleme
zu lösen
oder wenigstens zu mildern.
-
Ein
Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Brechen der Kerben
eines Gegenstands bereit, beispielsweise eines Schachtelzuschnitts
auf einer Beförderungseinrichtung,
wobei die Vorrichtung Kerbenbrechmittel sowie einen oder mehrere
Sensoren umfasst, um die Position des Gegenstands auf der Beförderungseinrichtung
zu bestimmen. Ausrichtungsmittel sind bereitgestellt, um die Kerbenbrechmittel
relativ zu den Kerben des Gegenstands auszurichten, der befördert wird.
Ferner wird eine Steuereinheit umfasst, um den benötigten Grad
an Abstimmung zu bestimmen und die Ausrichtungsmittel dementsprechend
anzusteuern.
-
Ein
zweiter Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Positionieren eines Gegenstands bereit, beispielsweise eines von
einem Zuführstrom
zugeführten
Schachtelzuschnitts, relativ zu einem zweiten Gegenstand, beispielsweise
einem von einem zweiten Zuführstrom
zugeführten
Einsatzzuschnitt, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Sensoren
umfasst, um die jeweiligen Positionen des ersten und des zweiten
Gegenstands stromaufwärts von
dem Punkt zu erfassen, wo die Ströme zusammenlaufen, Korrekturmittel,
um die Position des zweiten Gegenstands relativ zu dem ersten Gegenstand zu
korrigieren, sowie eine Steuereinheit, um den benötigten Grad
an Abstimmung zu bestim men und die Korrekturmittel dementsprechend
anzusteuern. Vorzugsweise können
der erste und der zweite Zuführstrom
eine erste und eine zweite Beförderungseinrichtung
umfassen.
-
Gemäß einem
optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung können der
erste und der zweite Gegenstand von kontinuierlichen Friktionszuführeinrichtungen
von einem Lagerungsmagazin zugeführt
werden.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung können die
Korrekturmittel einen Gegenstandskorrekturgurt umfassen, der unabhängig von
der zweiten Beförderungseinrichtung
angetrieben wird. Vorzugsweise kann der Gegenstandskorrekturgurt
obere und untere Gurte umfassen, die derart angeordnet sind, den
zweiten Gegenstand zwischen diesen zu halten.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung kann
der Gegenstandskorrekturgurt durch einen Schrittmotor angetrieben
werden.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung kann
eine Vielzahl von Gegenstandskorrekturgurten in Reihe bzw. Folge
bereitgestellt sein.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung kann
der Korrekturgurt einer dritten Beförderungseinrichtung zuführen, die
mit der selben Geschwindigkeit wie die erste Beförderungseinrichtung betrieben
wird.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des zweiten Aspekts der Erfindung kann
die Steuereinheit die Position eines zweiten Gegenstands bestimmen,
einen ersten Gegenstand in nächster
relativer Ausrichtung hierzu auswählen und die Geschwindigkeit
der Korrekturmittel derart abstimmen, dass, wenn der zweite Gegenstand
von einer dritten Beförderungseinrichtung
in Eingriff genommen wird, dieser im wesentlichen mit dem ersten
Gegenstand synchronisiert ist.
-
Ein
dritter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum kontinuierlichen
Positionieren eines von einem ersten Zuführstrom zugeführten Gegenstands relativ
zu einem zweiten, von einem zweiten Zuführstrom zugeführten Gegenstand
bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bestimmen der
Position und der Geschwindigkeit des kontinuierlichen Stroms von
ersten Gegenständen,
wenn diese sich stromabwärts
bewegen; Auswählen
eines der ersten Gegenstände
in nächster
relativer Ausrichtung mit dem zweiten Gegenstand; Anpassen der linearen Position
des zweiten Gegenstands relativ zu dem ausgewählten ersten Gegenstand und
Zuführen
der ersten und zweiten Gegenstände
stromabwärts
zu einer Position, wo diese in Ausrichtung zusammenlaufen. Vorzugsweise
kann ein von einem Schrittmotor angetriebener Gurt die lineare Position
des zweiten Gegenstands anpassen.
-
Ein
vierter Aspekt der Erfindung stellt eine Steuereinheit für Vorrichtungen
zum kontinuierlichen Positionieren eines von einem ersten Zuführstrom zugeführten ersten
Gegenstands relativ zu einem von einem zweiten Zuführstrom
zugeführten
zweiten Gegenstand bereit, wobei die Steuereinheit Informationen
verarbeitet, die von einem ersten Sensor geliefert werden, der die
Position eines kontinuierlichen Stroms der ersten Gegenstände erfasst,
sowie von einem zweiten Sensor, der die Position der zweiten Gegenstände erfasst,
den ersten in nächster
relativer Ausrichtung mit dem zweiten Gegenstand auswählt, die
notwendige Korrektur bestimmt, um die ersten und zweiten Gegenstände in die
gewünschten
relativen Positionen zu bringen, und ein geeignetes Signal an Korrekturmittel
ausgibt, damit die notwendige Korrektur durchgeführt wird.
-
Vorzugsweise
kann die Steuereinheit ferner einen Mechanismus steuern, um nicht
ausgerichtete erste und zweite Gegenstände auszuwerfen.
-
Gemäß einem
optionalen Merkmal des vierten Aspekts der Erfindung kann die Steuereinheit
die Vorrichtung zum Brechen der Kerben der ersten und/oder zweiten
Gegenstände
steuern, umfassend das Verarbeiten von Information über die
Position der ersten und/oder zweiten Gegenstände, das Bestimmen der Position
der Kerbenbrechmittel relativ zu dem Gegenstand und das Abstimmen
der Kerbenbrechmittel, damit diese mit dem Gegenstand ausgerichtet
sind.
-
Ein
fünfter
Aspekt der Erfindung stellt Steuermittel für eine Vorrichtung zum Positionieren
von Gegenständen
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung bereit, wobei die Steuermittel eine zentrale
Steuereinheit umfassen, eine manuelle Eingabeeinrichtung sowie separate
Mittel, die von der zentralen Steuereinheit gesteuert werden, um
den oder jeden Satz von Gegenstandskorrekturgurten zu steuern.
-
Gemäß einem
optionalen Merkmal des fünften
Aspekts umfassen die separaten Steuermittel einen Sensor und einen
Prozessor, um die Position des zweiten Gegenstands relativ zu dem
ersten Gegenstand zu bestimmen.
-
Vorzugsweise
wird die erste Beförderungseinrichtung
von der zentralen Steuereinheit gesteuert. Noch bevorzugter werden
die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Gegenstandszuführeinrichtung
von der zentralen Steuereinheit gesteuert.
-
Optional
wird die Anweisung, von einem Gegenstandstyp zu einem anderen zu
wechseln, aus einem voreingegebenen Steuerprogramm eingelesen. Vorzugsweise
kann die Geschwindigkeit der Gegenstandszuführung in Abhängigkeit
von der Größe oder dem
Typ der Gegenstände
in jedem der Magazine wie erforderlich verändert werden.
-
Gemäß einem
weiteren optionalen Merkmal des fünften Aspekts der Erfindung
werden die relativen Positionen und der Bewegungszustand jeder der beweglichen
Komponenten unter Verwendung individueller Sensoren erfasst und
an die Steuermittel übertragen.
-
Beispielhafte
Ausführungsformen
werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
1A bis 1C zeigen ein Beispiel für einen Schachtelzuschnitt
und Einsätze
während
der verschiedenen Phasen des Aufbaus in der Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
2 zeigt ein schematisches
Flussdiagramm der Zuschnitte und der Einsätze in der in 3 gezeigten Vorrichtung.
-
3 zeigt eine perspektivische
Ansicht der Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht
eines Teils der Vorrichtung von 3.
-
5 zeigt eine perspektivische
Ansicht der Kerbenbrechmittel der Vorrichtung.
-
6 zeigt ein schematisches
Blockdiagramm einer Vorrichtung für die Verwendung bei der Steuerung
einer ungefähren
Korrekturvorrichtung in der Vorrichtung von 3.
-
7 zeigt ein schematisches
Blockdiagramm einer Vorrichtung für die Verwendung bei der Steuerung
einer genauen Korrekturvorrichtung in der Vorrichtung von 3.
-
8 zeigt ein schematisches
Blockdiagramm einer Vorrichtung für die Verwendung bei der Steuerung
eines Auswerfmechanismus in der Vorrichtung von 3.
-
In 1A ist ein Beispiel von
zwei Gegenständen
gezeigt, die aus Pappmaterial oder einem ähnlichen faltbaren Bahnmaterial
hergestellt sind. In dieser Ausführungsform
handelt es sich bei den Gegenständen
um einen Schachtelzuschnitt 10 und ein Paar von Einsätzen 12,
die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 verwendet
werden können,
wie man es bei Position A von 3 sehen
würde.
Es ist vorstellbar, dass auch lediglich ein Einsatz oder mehr als
zwei Einsätze
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden können.
-
Wie
es sich der Figur entnehmen lässt,
weist der Zuschnitt 10, bei dem es sich in dieser Ausführungsform
um einen Träger
des Korbtyps handelt, eine Länge
Y in der Richtung der Zuführung
Z entlang der Vorrichtung 16 auf. Die Einsätze 12 müssen genau
auf den Zuschnitt 10 geklebt werden, um einen vollständigen Schachtelzuschnitt
auszubilden, der sodann aufgerichtet werden kann, um ein Vielzahl
von Flaschen oder von ähnlichen
Gegenständen aufzunehmen.
Die Einsätze 12 weisen
ein Länge
X in deren Zuführrichtung
Z entlang der Vorrichtung 16 auf. In dieser Ausführungsform
ist die Länge
X wesentlich kürzer
als die Länge
Y des Schachtelzuschnitts 10. Selbstverständlich kann
bzw. können
in anderen Ausführungsformen
der Einsatz bzw. die Einsätze 12 die
gleiche Länge
oder eine größere Länge als
der Zuschnitt 10 aufweisen, ohne den Schutzumfang der Erfindung
zu verlassen.
-
Der
Schachtelzuschnitt und der Einsatz bzw. jeder Einsatz werden durch
die Vorrichtung gemäß einem
Aspekt der Erfindung ausgerichtet und danach aneinander befestigt.
In 1B sind die bevorzugten Klebestellen
G des Schachtelzuschnitts 10 und der Einsätze 12 dargestellt.
In 1C sind die relativen Positionen
des Schachtelzuschnitts 10 und der Einsätze 12 bei Position
C in 3 dargestellt.
Sobald der Zuschnitt und der Einsatz miteinander befestigt sind,
können
diese zu einer Schachtel gefaltet werden, um Gegenstände in einer
Verpackungsvorrichtung aufzunehmen.
-
2 zeigt ein schematisches
Flussdiagramm der Zuschnitte 10 und der Einsätze 12.
Wie sich der Figur entnehmen lässt,
werden die Zuschnitte 10 kontinuierlich von einer Zuführung S1
mit einem Abstand P1 zwischen benachbarten Zuschnitten zugeführt. Ebenso
werden die Einsätze 12 von
einer Zuführung
S2 mit einem Abstand P2 zwischen benachbarten Einsätzen zugeführt.
-
In
den Ausführungsformen,
bei denen, wie in 1A gezeigt,
sich die Länge
des Einsatzes X von der Länge
Y des Zuschnitts 10 unterscheidet, ist der Abstand P1 von
dem Abstand P2 verschieden. Daher unterscheidet sich die Position
und/oder die Geschwindigkeit des Einsatzes 12 von der Position und/oder
der Geschwindigkeit des Zuschnitts 10, damit der Zuschnitt 10 und
die Einsätze 12 ausgerichtet sind.
Ferner treten bei Vorrichtungen, die dazu verwendet werden, die
Gegenstände
durch eine Maschine zu befördern,
Unterschiede zwischen den individuellen Abständen P1 und P2 auf, beispielsweise aufgrund
eines Schlupfes, der durch die reibschlüssige Ineingriffnahme zwischen
den Beförderungseinrichtungen
und den Zuschnitten 10 oder den Einsätzen 12 hervorgerufen
wird. Daher gibt es einen Toleranzwert zwischen den Positionen des
Zuschnitts und der Einsätze
und somit ist es wahrscheinlich, dass eine unrichtige Ausrichtung
in der relativen Position eines Paars von Einsätzen 12 mit einem
entsprechenden Zuschnitt 10 auftritt, so dass, wenn die Einsätze 12 und
der Zuschnitt 10 zusammen kommen, die Einsätze nicht
auf der richtigen Stelle auf dem Zuschnitt angeordnet werden können. In
dieser Ausführungsform
beträgt
die erwartete Toleranz plus oder minus 25 Millimeter. Daher wird
eine Korrekturvorrichtung 34 verwendet, um sicher zu stellen,
dass jedes Paar von Einsätzen 12 mit
einem entsprechenden Zuschnitt 10 ausgerichtet ist, bevor
diese den Konvergenzpunkt 14 erreichen.
-
3 zeigt eine perspektivische
Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die als selbstständige
Vorrichtung betrieben werden kann oder als ein Modul in einer größeren Maschine
zum Ausbilden von Schachteln enthalten sein kann, das neu geliefert werden
kann oder an eine bestehende Maschine nachgerüstet werden kann. Die Vorrichtung
umfasst einen ersten Zuführstrom 18,
der an dessen vorstromigen Ende ein Magazin (nicht gezeigt) aufweist,
in dem eine Vielzahl von Zuschnitten 10 gestapelt sind.
-
Eine
Schachtelzuführvorrichtung
(nicht gezeigt) ist unterhalb des Zuführmagazins 51 angeordnet,
um die Zuschnitte der Vorrichtung 16 zuzuführen. In
dieser Ausführungsform
umfasst die Schachtelzuführvorrichtung
einen oder mehrere Gurte, die eine Seite des Zuschnitts reibschlüssig in
Eingriff nehmen und diesen einer ersten Beförderungseinrichtung 22 des
Zuführstroms 18 zuführen. Die
Beförderungseinrichtung 22 umfasst
vorzugsweise wenigstens einen unteren Gurt 24 und wenigstens
einen oberen Gurt 26, die durch Antriebsmittel (nicht gezeigt)
angetrieben werden, wie beispielsweise durch einen oder mehrere
Schrittmotoren, wobei die Gurte derart angeordnet sind, dass die
Zuschnitte zwischen diesen "eingeklemmt" werden und dass
jedwede unerwünschte
seitliche oder längsseitige
Bewegung während
der vorwärts
gerichteten Zuführung
verhindert wird. In dieser Ausführungsform
sind zwei obere und zwei untere Gurte 24, 26 bereitgestellt.
Im normalen Betrieb läuft
die Schachtelzuführvorrichtung mit
einer niedrigeren Geschwindigkeit als die erste Beförderungseinrichtung 22 und
die Zuschnitte 10 können
durch Zwischenbeförderungsein richtungen (nicht
gezeigt) auf die Geschwindigkeit der ersten Beförderungseinrichtung 22 beschleunigt
werden. In dieser Ausführungsform
werden die Zuschnitte 10 somit durch die Vorrichtung 16 mit
einem Abstand zwischen diesen geführt, der sich in Abhängigkeit
der Gesamtgeschwindigkeit der Schachteldurchsatzrate variiert.
-
Herkömmliche
Zuführvorrichtungen,
wie beispielsweise Rotationszuführvorrichtungen,
nehmen jeden Zuschnitt in Eingriff, wodurch bewirkt wird, dass eine
feststehende Anzahl von Zuschnitten in jeder Minute mit einem feststehenden
Abstand zwischen diesen zugeführt
wird. Zeitgesteuerte Zuführeinrichtungen
des Rotationstyps weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese eine
maximale Zuführrate von
ungefähr
200 Zuschnitten pro Minute aufweisen, was offensichtlich die Gesamtkapazität der Maschine beschränkt. Vorteilhafterweise
ist die vorstehend beschriebene Schachtelzuführvorrichtung dazu geeignet,
Zuschnitte mit viel größeren Raten
zu zuführen. Jedoch
besteht aus den vorstehend beschriebenen Gründen in dieser Ausführungsform
eine ungefähr
25 mm betragende lineare Toleranz zwischen der theoretischen Position
eines gegebenen Zuschnitts und dessen tatsächlicher Position, da die Zuführeinrichtung
nicht zeitgesteuert ist.
-
In
anderen Ausführungsformen
mit geringeren Schachteldurchsatzanforderungen, wie beispielsweise
ungefähr
35.000 Schachteln pro Stunde, kann eine zeitgesteuerte Zuführeinrichtung
mittels einer flachen Zuführeinrichtung
bereitgestellt werden, die durch einen Motor oder andere geeignete
bekannte Mittel angetrieben wird.
-
Da
die Position jedes Zuschnitts 10 nicht genau genug bekannt
ist, muss die tatsächliche
Position gemessen werden. Eine geeignete Messvorrichtung, beispielsweise
eine Photozelle oder ein Sensor, bestimmt das Vorhandensein sowie
die Position der Zuschnitte. Dies erlaubt, dass Klebstoff akkurat
auf den Zuschnitt aufgebracht wird und dass die relative Position
der Einsätze 10 derart
angepasst wird, dass, wenn die zwei Zuführströme zusammentreffen, jeder Einsatz 12 akkurat
auf jedem Zuschnitt 10 angeordnet werden kann, der mit
dem Klebstoff ausgerichtet ist, der auf jeden Zuschnitt 10 aufgebracht
worden ist. In dieser Ausführungsform
wird der Klebstoff mittels einer herkömmlichen Klebevorrichtung (nicht
gezeigt) aufgebracht, die um die Position B von 3 angeordnet ist. Der Klebstoff wird
an den schraffierten Positionen G in 1B auf
den Zuschnitt 10 aufgebracht.
-
Sich
nunmehr dem zweiten Zuführstrom 20 für die Einsätze 12 zuwendend,
ist ein ähnliches
Magazin S2 und eine ähnliche
Schachtelzuführanordnung
(nicht gezeigt) an dem vorstromigen Ende davon bereitgestellt, und
wiederum werden die Einsätze 12 durch
den Friktionsgurt mit schmalen Lücken dazwischen
zugeführt.
Da in dieser Ausführungsform die
Länge X der
Einsätze 12 kleiner
ist als de Länge Y
der Zuschnitte 10, läuft
die zweite Friktionszuführeinrichtung
mit einer geringeren Geschwindigkeit als die erste Friktionsvorrichtung,
um dieselben Zuführraten
zu erreichen. Die Einsätze
werden sodann vorzugsweise auf die Laufgeschwindigkeit einer zweiten Beförderungseinrichtung 28 des
zweiten Zuführstroms
durch eine Zwischenbeförderungseinrichtung (nicht
gezeigt) beschleunigt, die im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit
wie die erste Beförderungseinrichtung 22 läuft.
-
Die
zweite Beförderungseinrichtung 28 umfasst
vorzugsweise wenigstens einen oberen Gurt 30 und wenigstens
einen unteren Gurt 32. In dieser Ausführungsform werden zwei Einsätze 12 bereitgestellt, um
Seite an Seite den zweiten Zuführstrom
stromabwärts
zugeführt
zu werden und um auf dem Schachtelzuschnitt 10 angeordnet
zu werden. In alternativen Klassen von Ausführungsformen jedoch können ein einzelner
Einsatz oder mehr als zwei Einsätze
bereitgestellt werden. In dieser Ausführungsform beträgt wiederum
die ungefähre
lineare Toleranz der Position jedes Einsatzes 12 ungefähr 25 Millimeter
relativ zu dessen theoretischer Position.
-
De
Einsätze
werden sodann auf der zweiten Beförderungseinrichtung 28 stromabwärts der
Gegenstandskorrekturvorrichtung 34 der Vorrichtung 16 zugeführt. Die
Korrekturvorrichtung umfasst einen oder mehrere Sätze von
oberen und unteren Gurten 36, 38. In dieser Ausführungsform
gibt es vier Sätze von
oberen und unteren Gurten 36, 36a bis 36c; 38, 38a bis 38c,
die der Reihe nach angeordnet sind, die Einsätze 12 zwischen diesen
in Eingriff nehmen und die dazu geeignet sind, die Einsätze 12 relativ
zu der Gesamtlaufgeschwindigkeit der Maschine zu beschleunigen oder
abzubremsen, um dadurch bestimmte Einsätze 12 relativ zu
einem Zuschnitt 10 zu beschleunigen oder abzubremsen.
-
4 zeigt, wie jeder Korrekturgurt 36, 38 von
unabhängig
gesteuerten Antriebsmitteln 40, wie beispielsweise von
einem Schrittmotor, angetrieben wird und bei normalen Laufgeschwindigkeiten,
wie beispielsweise 200 Metern pro Minute, in der Lage ist, die Position
der Einsätze
um ungefähr
10 mm in beide Richtungen zu korrigieren. Somit kann der Einsatz
um bis zu ungefähr
40 mm korrigiert werden, wenn die Korrekturvorrichtung, wie in 4 gezeigt, vier Sätze von
Korrekturgurten umfasst.
-
Es
ist vorstellbar, dass, wenn die Gesamtlaufgeschwindigkeit der Vorrichtung 16 abgesenkt wird,
der Grad der Korrektur, die durch jeden Gurt 36, 38 hervorgerufen
werden kann, steigen kann, so dass es möglich wäre, die Anzahl der Korrekturgurte zu
verringern. Um sicherzustellen, dass jeder Einsatz 10 gleichförmig von
einem Satz von Gurten zu einem anderen zugeführt wird, beispielsweise 36 bis 36a; 38 bis 38a,
müssen
beide Sätze
von Gurten während der Übertragung
mit der gleichen Geschwindigkeit laufen. Es wird bewirkt, dass die
Gurte 36a, 38a entweder beschleunigt oder abgebremst
werden, um die Korrektur zu bewirken, bevor zur Geschwindigkeit der
Maschine zurückgekehrt
wird, um zu der Geschwindigkeit des nächsten Gurts 36b, 38b der
Korrekturvorrichtung 34 zu passen, damit eine zweite Übertragung
stattfinden kann. Vorzugsweise steuert eine eigene Steuereinheit,
wie nachstehend detaillierter beschrieben, die Geschwindigkeits-
und Beschleunigungsvektoren von jedem Satz von Gurten.
-
Sobald
die Position der Einsätze 12 korrigiert worden
ist, werden die Einsätze
einer dritten Beförderungseinrichtung 42 zugeführt, die
mit derselben Vorwärtskomponente
der Geschwindigkeit wie die erste, in 3 gezeigte
Beförderungseinrichtung läuft. Die
zwei Ströme
laufen bei der Position C zusammen und die Einsätze werden in der erwünschten
Position auf dem Zuschnitt angeordnet, vorzugsweise innerhalb einer
Toleranz von 1 mm, wie es in 1C dargestellt
ist. Wenigstens ein Satz von Gurten 44 drückt vorzugsweise
die Einsätze
gegen den Zuschnitt, um dem Klebstoff zu ermöglichen, sich mit den Einsätzen in
der richtigen Position zu verfestigen. Die Zuschnitte 10 mit
den daran anhaftenden Einsätzen 12 werden
sodann in Richtung des Auslassendes der Vorrichtung 16 geführt.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein Auswurfmechanismus (nicht gezeigt) bereitgestellt, so dass,
wenn die Einsätze 12 nicht
richtig ausgerichtet worden sind, der Zuschnitt 10 und
die Einsätze 12 aus
der Vorrichtung 16 ausgeworfen werden können. Ein Sensor wird verwendet,
um die Position des Einsatzes und des Zuschnitts zu erfassen, indem
auf jedem dieser beiden ein Referenzpunkt verwendet wird. Die Position
wird mit einer bekannten Position für einen korrekt ausgerichteten
Zuschnitt und Einsatz verglichen. Wenn diese nicht ausgerichtet
sind, dann steuert die Steuereinheit einen linearen Motor (nicht
gezeigt) an, der an dem Ende der Maschine angebracht ist. Der lineare
Motor läuft
mit einer höheren
Geschwindigkeit als die Maschine, um einen aussortierten Zuschnitt
von der Maschine zu ziehen.
-
Die
Zuschnitte 10 können
sodann weiteren Arbeitsschritten, wie Kerbenbrechen, Falten oder Kleben
(nicht gezeigt) unterzogen werden, so dass die Zuschnitte 10 bereit
sind, zu einer Schachtel aufgerichtet zu werden. Bei dem Begriff "Kerbe" handelt es sich
um einen Fachbegriff, der die Verbindung zwischen zwei Wandflächen bezeichnet.
-
In
einer Klasse von Ausführungsformen
erfolgt das Kerbenbrechen vor der Gegenstandsanpassungsstation bei
Position A in 3. Ein
Beispiel einer Kerbenbrechvorrichtung ist in 5 gezeigt. Die Position des Schachtelzuschnitts 10 (oder
des Einsatzes 12) wird durch eine geeignete Detektionsvorrichtung 50,
beispielsweise durch eine photoelektrische Zelle, gemessen oder
bestimmt. Diese Information wird an eine Steuereinheit 52 übertragen,
die die Position, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung
eines Kerbenbrechrades 56 steuert. Das Rad 56 wird
durch geeignete Antriebsmittel 54, beispielsweise durch
einen Schrittmotor, angetrieben, die durch die Steuereinheit 52 gesteuert
werden.
-
Die
Steuereinheit synchronisiert das Kerbenbrechelement 58 mit
dem Zuschnitt 10, um zu bewirken, dass das Brechelement 58 den
Zuschnitt an der erwünschten
Stelle in Eingriff nimmt, um die Kerben zu brechen. Deren erwünschte Position
kann durch den Benutzer vorprogrammiert sein oder von der Detektionseinrichtung
bestimmt werden. Die Synchronisation wird erreicht, indem das Rad 56 relativ
zu dem Zuschnitt 10 beschleunigt oder abgebremst wird,
um zu bewirken, dass sich das Element 58 relativ nach vorne
oder nach hinten bewegt.
-
Eine
Steuereinheit ist bereitgestellt, um die verschiedenen Funktionen
der Vorrichtung zu steuern. Insbesondere kann es sich bei der Steuereinheit um
eine Reihe von einzelnen Prozessoren handeln, die individuell die
verschiedenen Elemente der Vorrichtung steuern oder um eine Steuereinrichtung
für die
Vorrichtung. Alternativ kann es sich bei der Steuereinheit um ein
programmierbares Steuersystem handeln.
-
Die
Steuereinheit weist einen zentralen Prozessor, manuelle Eingabemittel
und ein Display auf, das dem Benutzer nützliche Informationen anzeigt.
-
Die
Steuereinheit steuert sowohl die Positionen der beweglichen Komponenten
als auch die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten mit variabler
Geschwindigkeit. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit die Motoren,
die die Beförderungseinrichtungen 22, 28 antreiben.
Ferner steuert die Steuereinheit die Abstimmung der Einsätze 12 mittels
einer programmierten und genauen Steuerung jeder Antriebseinrichtung
für die
Gurtsätze 36, 38 in
der Korrekturvorrichtung 34 zum Abstimmen der Einsätze in der
Vorrichtung. Das Kerbenbrechrad 56 kann durch die Steuereinheit
gesteuert werden.
-
Somit
können
die Positionen und die Geschwindigkeiten der ersten und der zweiten
Beförderungseinrichtung 22, 28,
der Korrekturvorrichtung 34, der Ausgabebeförderungseinrichtungen 42, 44 und der
Schachtelzuführeinrichtung
manuell eingegeben werden oder ein bereits geschriebenes Programm kann
für die
Steuerung der Vorrichtung in den Zentralprozessor geladen werden.
Ebenso kann die kontrollierte Umstellung der Maschine von einem Schachteltyp
oder einer Schachtelgröße auf einen anderen
Schachteltyp oder eine andere Schachtelgröße das Ergebnis eines bereits
geschriebenen Programms oder eines manuellen Eingabesignals sein.
Die Vorrichtung kann eine Umstellung innerhalb einer auf ein Mindestmaß beschränkten Stillstandzeit erreichen,
da die Anpassungen der Maschine automatisch durchgeführt werden
können.
-
Unter
normalen Umständen
wird die Gesamtgeschwindigkeit der Maschine durch den erforderlichen
Ausstoß fertiggestellter
Zuschnitte diktiert. In dieser Ausführungsform wirkt daher die
Steuereinheit, die die Geschwindigkeit des Zuschnitts 10 steuert,
als ein "Herr", an den die relative
Position der oder jeder "Sklavensteuereinheit", die die Geschwindigkeit
der Einsätze 12 steuern,
angepasst werden. In alternativen Ausführungsformen können diese Rollen
jedoch vertauscht sein. Optional kann die Steuereinheit, die den
Gegenstand mit der geringsten Masse steuert, als der "Sklave" dienen, da die Trägheit geringer
ist und weniger leistungskräftige Antriebsmittel
benötigt
werden, um die erforderliche Beschleunigung oder Abbremsung durch
die Korrekturgurte 34 zu erreichen.
-
6 zeigt eine Darstellung
eines schematischen Blockdiagramms der Vorrichtung 36,
38 zum Abstimmen der Zuführbeförderungsvorrichtungen, um
ungefähr
die Position und die Geschwindigkeit der Einsätze 12 relativ zu
dem Schachtelzuschnitt 10 zu synchronisieren. Die Zuschnittzuführeinrichtung ist
derart eingestellt, dass die erwünschte
Anzahl von Zuschnitten pro Minute dem ersten Zuführstrom 18 der Maschine
mittels manueller Eingabe oder gemäß der vorprogrammierten Steuereinheit
zugeführt
werden. Beim ersten Schritt (Block 100) wird die Position von
jedem Zuschnitt 10 in dem ersten Zuführstrom bestimmt, was mittels
eines Sensors, beispielsweise einer optischen Zelle, erreicht werden
kann, der vorzugsweise in Richtung des vorstromigen Endes der ersten
Beförderungseinrichtung 22 angeordnet
ist, oder indem die Geschwindigkeit der Beförderungseinrichtung 22 auf
andere Art und Weise bestimmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird eine Schachtelwandfläche
aus der Ausrichtung mit den verbleibenden Wandflächen durch Faltmittel, wie beispielsweise
einer feststehenden Führung
(nicht gezeigt), gefaltet, um eine Bezugskante bereitzustellen,
die in Verbindung mit dem Sensor verwendet werden kann.
-
Gleichzeitig
liefert die Einsatzzuführvorrichtung
die gleiche Anzahl von Einsätzen 12 pro
Minute wie Zuschnitte 10 zu, die gleichfalls von der Steuereinheit
gesteuert wird. Da in dieser Ausführungsform die Länge X der
Einsätze 12 kürzer ist
als die Länge Y
der Zuschnitte 10, ist die Geschwindigkeit der Einsatzzuführeinrichtung
geringer als die Geschwindigkeit der Zuschnittzuführeinrichtung,
um Einsätze 12 mit
der gleichen Rate wie Zuschnitte 10 zu zuführen. Die
Steuereinheit kann außerdem
der zweiten Beförderungseinrichtung 20 anzeigen,
die Einsätze
auf ungefähr
die gleiche Geschwindigkeit wie die Zuschnitte zu beschleunigen oder,
wie es der Fall sein kann, abzubremsen. Um dies zu erreichen, misst
die Steuereinheit die Position der Einsätze (Block 102), sobald
diese beschleunigt werden, und beim nächsten Schritt (Block 104)
bestimmt die Steuereinheit die Position der Einsätze 12 relativ zu
dem Zuschnitt 10 anhand der Messungen, und die Steuereinheit
bewirkt (Block 106), falls erforderlich, dass die zweite
Beförderungseinrichtung 20 deren
Geschwindigkeit anpasst, so dass eine ungefähre Synchronisation zwischen
dem Zuschnitt 10 und den Einsätzen 12 erreicht wird 106.
Dieser Vorgang wird bei jedem Zuschnitt wiederholt.
-
7 zeigt die Arbeitsweise
der Korrekturvorrichtung 101 und 111. Zunächst wird
die absolute Position des Zuschnitts auf der Beförderungseinrichtung 18 durch
den Sensor (bei Block 100) während des ungefähren Ausrichtungsvorganges
bestimmt. Alternativ kann ein zweiter Sensor an einer Stelle unterhalb
der Korrekturvorrichtung bereitgestellt sein. Die absolute Position
des Zuschnitts wird von der Steuereinheit aufgezeichnet (Block 108),
und wenn jeder Zuschnitt 10 die Klebestation erreicht,
die in 3 mit der Position
B gekennzeichnet ist, wird die Klebstoffaufbringvorrichtung ausgelöst, um Klebstoff auf
die vorbestimmten Stellen auf den Zuschnitten 10 aufzubringen,
die unter Bezugname auf die absolute Position bestimmt werden können. Wenn
anschließend
ein schnelles Verbinden zwischen dem Einsatz und dem Zuschnitt benötigt wird,
dann wird eine "Heißklebervorrichtung" verwendet. In einigen
Ausführungsformen
wird eine Kombination aus "Heißkleber" und normalen Klebstoff
bzw. Kaltkleber verwendet; der Heißkleber wird verwendet, um
die Position des Einsatzes oder des Zuschnitts durch die Maschine
fest zu legen und der normale Klebstoff bzw. Kaltkleber befestigt
den Einsatz pneumatisch an den Zuschnitt.
-
Um
den Zuschnitt und die Einsätze
auszurichten, 111 in 7,
wird die absolute Position bzw. werden die absoluten Positionen
des oder jeden Paars von Einsätzen 12 durch
einen zweiten Sensor (Block 110) gemessen, der stromaufwärts von
dem ersten Satz von Korrekturgurten 36, 38 in
der Korrekturvorrichtung 34 angeordnet ist, wobei die Information
von der Steuereinheit aufgezeichnet wird. Die Steuereinheit vergleicht
sodann die Position der Einsätze 12 mit
der Position der Zuschnitte 10 und der Zuschnitt 10,
der sich am nächsten
relativ zu dem gegebenen Paar von Einsätzen 12 befindet,
wird als derjenige ausgewählt
(Block 112), auf den anschließend die Einsätze 12 geklebt
werden.
-
Beim
nächsten
Schritt (Block 114) bestimmt die Steuereinheit den Grad
der linearen Abstimmung, die erforderlich ist, damit eine Ausrichtung
zwischen den Einsätzen 12 und
dem ausgewählten
Zuschnitt 10 erreicht wird, und Block 116 stellt
das Ausgangssignal an den ersten Satz von oberen und unteren Korrekturgurten 36, 38 dar,
um so viel wie möglich von der
benötigten
Korrektur zu erreichen, wie es diesen bei der gegebenen Gesamtlaufgeschwindigkeit möglich ist,
d.h. in dieser Ausführungsform
bis zu 10 mm.
-
Der
Grad der erforderlichen, verbleibenden Korrektur wird sodann von
einem weiteren Sensor (nicht gezeigt) zwischen den ersten und zweiten
Korrekturgurten 36, 38; 36a, 38a gemessen.
Für den Fall,
dass eine Ausrichtung bereits erreicht worden ist, ist es nicht
nötig,
dass die übrigen
Korrekturgurte, irgendeine weitere Korrektur bereitstellen. Wenn
dies nicht der Fall ist, dann wiederholt die Steuereinheit die Schritte
114 und 116 für
die zweiten oberen und unteren Korrekturgurte (36a und 38a),
um so viel weitere Korrektur zu erreichen, wie diesen möglich ist.
-
Der
Mess- und Korrekturvorgang wird sodann für die dritten und vierten Gurte
solange wiederholt, bis die richtige relative Ausrichtung erreicht
worden ist. Wenn es zum Beispiel erforderlich ist, dass die Einsätze um 25
mm nach vorne angepasst werden, dann wird in dieser Ausführungsform
der erste Satz 36, 38 die Einsätze um 10 mm anpassen, der zweite
Satz 36a, 38a wird gleichfalls die Einsätze 12 um
10 mm anpassen und der dritte Satz 36b, 38b wird
die Einsätze
um 5 mm nach vorne anpassen. Alternativ können die ersten drei Sätze von
Korrekturgurten 36, 38; 36a, 38a; 36b, 38b die
Einsätze
um denselben Betrag anpassen, wobei der letzte Satz 36c, 38c den
Einsatz um den verbleibenden Betrag anpasst. Vorteilhafterweise
wird dies die Abnutzung der Antriebsmittel vermindern, da der Antrieb
nicht hauptsächlich
auf den ersten und den zweiten Satz von Gurten 36, 38; 36a, 38a beschränkt ist.
-
Es
sollte jedoch verstanden werden, dass die Anzahl von Korrekturgurte
in Abhängigkeit
sowohl der Toleranzen bzgl. der Positionen des Zuschnitts und des
Einsatzes als auch der Laufgeschwindigkeit der Maschine erhöht oder
erniedrigt werden kann, so dass die minimale Anzahl erforderlicher
Korrekturgurte bereitgestellt wird. Die Verwendung von Sensoren
vor jedem Korrekturgurt ist bevorzugt, da eine zusätzliche
Rückkopplung
für die
Steuereinheit jedweden Fehlers bereitgestellt wird, der durch den
vorherigen Satz von Korrekturgurten verursacht wird.
-
Sobald
die Korrektur abgeschlossen worden ist, messen in einer bevorzugten
Ausführungsform, wie
in 8 gezeigt, abschließende Sensoren
(118) die Position von jedem Zuschnitt 10 (alternaiv
kann die Position des Zuschnitts aus dem Speicher gewonnen werden),
und die Position des entsprechenden Einsatzes 12 wird gemessen
(Block 120). Die Steuereinheit (Block 122) bestimmt
sodann, ob die richtige Ausrichtung erreicht worden ist. Wenn die Ausrichtung
nicht richtig ist, betätigt
die Steuereinheit (Block 124) einen Auswurfmechanismus, der
wie vorstehend beschrieben bewirkt, dass der Zuschnitt und der Einsatz
von der Vorrichtung ausgeworfen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
passiert dies, nachdem die Einsätze
auf dem Zuschnitt angeordnet worden sind. In einer alternative Klasse
von Ausführungsformen
können
jedoch separate Auswurfmechanismen die Einsätze und den Zuschnitt auswerfen,
bevor diese miteinander verklebt worden sind.
-
Falls
die richtige Ausrichtung erreicht worden ist, werden der Zuschnitt
und die entsprechenden Einsätze
stromabwärts
zu der Position geführt,
wo die ersten und zweiten Beförderungseinrichtungen 14 zusammenlaufen,
und die Einsätze 12 werden
auf dem Zuschnitt 10 angeordnet und durch Klebstoff oder
andere bekannte Mittel miteinander befestigt. Wie vorstehend beschrieben,
führt die
dritte Beförderungseinrichtung 44 den
Schachtelzuschnitt 10 und die Einsätze 12 zu dem Ausgabeende
der Vorrichtung zum Stapeln oder dem nächsten Abschnitt des Faltens
und Beladens der Schachtel zu.
-
Es
sollte erkannt werden, das die vorliegende Erfindung bei anderen
Anwendungen angewendet werden kann, bei denen die genaue Ausrichtung von
zwei oder mehr Bögen
von Pappmaterial oder anderem Bahnmaterial erforderlich ist. Die
Vorrichtung kann zum Beispiel verwendet werden, um einen Griffstreifen
oder eine Trennwandfläche
mit einem Schachtelzuschnitt auszurichten. Bei den verwendeten Schachtelzuschnitten
kann es sich um solche des Umwickeltyps oder um andere bekannte
Schachteltypen handeln.
-
Es
sollte ferner erkannt werden, dass zahlreiche Veränderungen
innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung vorgenommen werden können. Zum Beispiel
kann die Anzahl der Korrekturgurte sowie deren Größe in Abhängigkeit
der Dimensionen der zu korrigierenden Gegenstände erhöht oder erniedrigt werden,
es können
alternative Antriebsmittel verwendet werden, wie beispielsweise
ein hydraulischer Motor, und die Rolle der Einsätze und der Zuschnitte in der
Gesamtsteuerung der Vorrichtung kann umgekehrt werden.