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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum vertikalen Fördern von
Zigarettenpäckchen.
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Im
Folgenden ist in dieser Beschreibung unter dem Begriff "vertikal" eine beliebige Bewegung
zu verstehend, die eine Aufwärts-
oder Abwärtskomponente
beinhaltet.
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Die
Erfindung kann vorteilhaft verwendet werden, um Zigarettenpäckchen vom
Ausgang einer Cellophaniermaschine zum Eingang einer Kartoniermaschine
zu fördern,
worauf sich die folgende Beschreibung lediglich beispielhaft bezieht.
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Bei
Zigarettenverpackungssystemen, welche eine Cellophaniermaschine
und eine Kartoniermaschine beinhalten, die seriell angeordnet sind, werden
die Zigarettenpäckchen
vom Ausgang der Cellophaniermaschine zum Eingang der Kartoniermaschine
entlang eines Pfades zugeführt,
welcher normalerweise eine Niveauveränderung nach oben beinhaltet.
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Bei
bekannten Systemen erfolgt ein Wechsel von einem Niveau auf ein
anderes normalerweise mittels einer Stapelvorrichtung, welche normalerweise
eine Schubeinrichtung beinhaltet, die eine hin- und hergehende Bewegung
ausführt,
um die Päckchen
am Austragsende eines normalerweise horizontalen Pfades sukzessive
zu empfangen und diese sukzessive in einen vertikalen Kanal zu schieben,
in dessen Innerem ein Stapel gebildet wird. Beim Austritt aus dem
oberen Ende des Kanals wird das oberste Päckchen des Stapels durch eine
zweite Schubeinrichtung entfernt, welche die Päckchen sukzessive einer normalen
Horizontalfördereinrichtung
zuführt.
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Das
zuvor beschriebene Verfahren weist mehrere Nachteile auf, von denen
als erste die Notwendigkeit, dass die Päckchen dem Eingang des Kanals
schrittweise zuge führt
werden, sowie die Starrheit des Systems zu anzuführen sind, die nicht erlaubt,
dass die Austragsrichtung der Päckchen
aus dem vertikalen Kanal an eine beliebige Anordnung der Kartoniermaschine
bezüglich
der Cellophaniermaschine angepasst werden kann.
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Der
erste der zuvor beschriebenen Nachteile wurde unter Verwendung gegenläufiger Schneckenhubvorrichtungen
beseitigt, mittels denen der Vorschub der Päckchen sukzessive zwischen
zwei Schnecken erfolgte, die um eine solche Strecke voneinander
entfernt angeordnet sind, dass sie mit entgegengesetzten Enden der
Päckchen
in Eingriff sind, welche mittels der zwei Schnecken entlang einer
zwischen den Schnecken angeordneten Vertikalführungseinrichtung angehoben
werden.
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Insbesondere
wurde, wie offenbart in GB 797685, vorgeschlagen, eine Schneckenhubvorrichtung
zum vertikalen Fördern
von Päckchen
von einem Eingang zu einem Ausgang, die sich auf unterschiedlichen
vertikalen Niveaus befinden, zu verwenden. Die Vorrichtung weist
eine Schnecke auf, welche ihrerseits einen Innenkern aufweist. Die
Vorrichtung weist außerdem
eine Führungseinrichtung
auf, die sich um einen vorgegebenen Winkel um den Innenkern erstreckt
und die ihrerseits eine erste Stange, die ausgelegt ist, um mit
den unteren Seitenflächen
des Päckchens
in Eingriff zu kommen, und zwei zweite Stangen beinhaltet, die ausgelegt
sind, eine Bewegung des Päckchens
radial nach außen
relativ zum Innenkern zu begrenzen.
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Eine
Vorrichtung wie offenbart in GB 797685 hat den Nachteil, dass, da
die Bewegung des Päckchens
durch die Schnecke und die Führungseinrichtung
während
des Transports des Päckchens
vom Eingang zum Ausgang, der bei einer modernen Maschine häufig mit
relativ großer
Geschwindigkeit erfolgt, nicht vollständig begrenzt ist, das Päckchen beschädigt werden
könnte
oder sogar aus der Vorrichtung fällt.
Dies kann insbesondere beim Anfahren, Anhalten und bei einer Änderung
der Fördergeschwindigkeit
der Vorrichtung passieren.
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Eine
Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 8 ist im Dokument DE-A-10
85 465 dargestellt.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum vertikalen Fördern von
Zigarettenpäckchen
bereitzustellen, das ausgelegt ist, den zuvor erwähnten Nachteil
zu überwinden.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird ein Verfahren zum vertikalen Fördern von
Zigarettenpäckchen
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum vertikalen Fördern von
Zigarettenpäckchen.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum vertikalen Fördern von
Zigarettenpäckchen
nach Anspruch 8 bereitgestellt.
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Eine
Anzahl von nicht einschränkenden
Ausführungsformen
der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Fördervorrichtung
gemäß der Erfindung,
wobei aus Gründen
der Übersichtlichkeit
Teile entfernt wurden;
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2 eine
schematische Draufsicht einer ersten Variation eines Details von 1;
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3 eine
Seitenansicht einer zweiten Variation eines Details von 1;
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4 eine
Draufsicht der Variation von 3;
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5 eine
partielle Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Fördervorrichtung
gemäß der Erfindung;
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6 eine
Draufsicht der Vorrichtung von 5;
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7 eine
partielle Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Fördervorrichtung
gemäß der Erfindung;
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8 einen
Axialschnitt eines Details von 7;
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9 eine
Draufsicht, welche die Funktionsweise der Vorrichtung von 7 erläutert.
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Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet
eine Fördervorrichtung
zum Fördern
von Zigarettenpäckchen 2.
Die Vorrichtung 1 beinhaltet eine Zuführfördereinrichtung 3,
welche im dargestellten Beispiel ein Abführförderband einer Cellophaniermaschine 4 beinhaltet;
eine Abführfördereinrichtung 5,
welche ein Überkopf-Förderband
aufweist, das sich auf einem höheren
Niveau als die Fördereinrichtung 3 befindet und
zum Transportieren von Päckchen 2 zum
Eingang einer (nicht dargestellten) bekannten Kartoniermaschine
dient; und eine Hubvorrichtung 6, die zwischen dem Ausgang 7 der
Fördereinrichtung 3 und dem
Eingang 8 der Fördereinrichtung 5 angeordnet ist
und den Päckchen 2 eine
Bewegung mit vertikaler Komponente erteilt, und zwar derart, dass
Päckchen 2 vom
Niveau der Fördereinrichtung 3 auf
das Niveau der Fördereinrichtung 5 transportiert
werden.
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Die
Fördereinrichtung 3 weist
ein Förderband
oder eines -riemen 9 auf, der um zwei Riemenscheiben 10 herumgeführt ist
(von denen lediglich eine dargestellt ist), wobei es sich bei einer
von diesen um eine angetriebene Riemenscheibe handelt, welche den
Riemen oder das Band 9 schrittweise oder kontinuierlich
antreibt. Das Band 9 weist eine Anzahl von Außenvorsprüngen 11 auf,
die entlang des Bandes 9 mit gleichen Abständen angeordnet sind,
um eine Abfolge von Taschen 12 zu definieren, von denen
jede ein jeweiliges Päckchen 2 aufnimmt, das
im dargestellten Beispiel mit seiner Längsachse 13 (2)
quer zur Laufrichtung 14 des Bandes 9 angeordnet
ist, wobei seine große
Seitenfläche 15 mit
der im Wesentlichen horizontalen oberen Förderfläche 16 des Bandes 9 in
Kontakt steht.
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Die
Hubvorrichtung 6 erstreckt sich entlang einer im Wesentlichen
vertikalen Achse 17 und weist eine Schnecke 16 auf,
die mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl mittels eines bekannten
(nicht dargestellten) Motors um die Achse 17 angetrieben
wird. Die Schnecke 18 weist einen zur Achse 17 koaxialen zylindrischen
Innenkern 19 und wenigstens einen helixförmigen äußeren Schneckengang
auf, der durch ei nen im Wesentlichen ebenen Streifen 20 begrenzt ist,
welcher sich um den Kern 19 herumwindet und mit dem Kern 19 einen
nach außen
offenen helixförmigen
Kanal 20 begrenzt, dessen Höhe ungefähr gleich groß jedoch
nicht kleiner ist als die Dicke eines Päckchens 2, die senkrecht
zur Förderfläche 16 des Bandes 9 der
Fördereinrichtung 3 gemessen
wird, und dessen Tiefe, die in radialer Richtung bezüglich des
Kerns 19 gemessen wird, geringer ist als die parallel zur
Richtung 14 der Fördereinrichtung 3 gemessene
Breite des Päckchens 2.
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Genauer
gesagt, ist in einer ersten Winkelposition der Schnecke 18 bezüglich der
Achse 17 ein erster Abschnitt des Streifens 20 – der nachfolgend als "Ladeabschnitt 20a" bezeichnet wird – koplanar zum
Ausgang 7 der Fördereinrichtung 3 und
ist diesem zugewandt positioniert; und in einer zweiten Winkelposition,
welche, wie im dargestellten Beispiel, sogar mit der ersten zusammenfallen
kann, ist ein zweiter Abschnitt von Streifen 20 – der nachfolgend als "Entladeabschnitt 20b" bezeichnet wird – koplanar
zum Eingang 8 der Fördereinrichtung 5 positioniert.
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Erneut
mit Bezug auf 1 weist zusätzlich die Hubvorrichtung 6 zur
Schnecke 18 auch eine feststehende Führungseinrichtung 22 auf,
die sich um einen gegebenen Winkel um die Schnecke 18 und
die Achse 17 herum verläuft
und die einen Eingang 23 und einen Ausgang 24 aufweist,
welche jeweils dem Ausgang 7 der Fördereinrichtung 3 und
dem Eingang 8 der Fördereinrichtung 5 zugewandt
angeordnet sind und ermöglichen,
dass die Päckchen 2 der
Führungseinrichtung 22 zugeführt und
von dieser abgeführt
werden. Die Führungseinrichtung 22 ist
durch zwei seitliche Stangen 25 definiert, die im Wesentlichen
tangential zur Außenfläche der
Schnecke 18 verlaufen und um eine Strecke voneinander entfernt angeordnet
sind, die etwa gleich groß aber
nicht kleiner als die Abmessung des Päckchens 2 ist, und zwar
in Richtung quer zur Richtung 14 und parallel zur Oberfläche der
Förderfläche 16 der
Fördereinrichtung 3,
und durch eine mittlere Stange 26, die sich zwischen den
Stangen 25 befindet und von der Außenfläche des Kerns 19 um
eine Strecke entfernt angeordnet ist, die etwa gleich groß jedoch
nicht kleiner als ist die Abmessung des Päckchens 2, und zwar
gemessen in Richtung parallel zur Richtung 14 des Förderbandes 3.
Im Gegensatz zu den Stangen 25, die sich über den
Eingang 23 und den Ausgang 24 der Führungseinrichtung 22 hinaus
erstrecken, erstreckt sich die Stange 26 zwischen einem
Punkt direkt oberhalb Eingang 23, um so die obere Grenze des
Eingangs 23 zu definieren, und einem Punkt direkt unterhalb
Ausgang 24, um so die untere Grenze des Ausgangs 24 zu
definieren.
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Wie
in 1 dargestellt, befindet sich der Entladeabschnitt 20b am
oberen Ende der Schnecke 18 und kann mit einer Platte 27 fluchten,
die sich direkt oberhalb des oberen Endes der Zwischenstange 26 erstreckt,
um den Ausgang 24 der Führungseinrichtung 22 mit
dem Eingang 8 der Fördereinrichtung 5 zu
verbinden. Die Platte 27 erstreckt sich unterhalb einer
Fördereinrichtung 28,
die radial bezüglich
der Achse 17 angeordnet ist und einen Riemen oder ein Band 29 aufweist,
das um zwei Riemenscheiben 30 herumgeführt ist, von denen eine angetrieben
ist. Das Band 29 weist eine Anzahl von Vorsprüngen 31 auf,
die in gleichen Abständen
entlang des Bandes 29 angeordnet sind, wobei diese Abstände gleich groß sind wie
die entsprechenden Vorsprünge 32 entlang
eines Bandes 33, das um Riemenscheiben 34 herumgeführt ist
(wobei lediglich eine von diesen dargestellt ist und nur eine angetrieben
ist) und die Fördereinrichtung 5 definiert.
Genauer gesagt, erstreckt sich der Eingangsabschnitt der Fördereinrichtung 28 über der
Oberseite des Kernes 19 und des Streifens 20,
und ein Ausgangsabschnitt der Fördereinrichtung 28 erstreckt
sich über
dem Eingang 8.
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Im
wirklichen Betrieb wird die Fördereinrichtung 3 bezüglich der
Schnecke 18 zeitlich so gesteuert, dass ein Päckchen 2 über den
Eingang 23 dem Kanal 21 zugeführt wird, jedes Mal, wenn sich
der Ladeabschnitt 20a am Eingang 23 vorbeibewegt.
Sobald das Päckchen 2 dem
Kanal 21 zugeführt
wurde und gegen die Außenfläche des
Kerns 19 zu liegen kommt, transportiert die nächste Windung
der Schnecke 18 das Päckchen 2 nach
oben und an die Innenseite der Zwischenstange 26; und bei
fortgesetzter Rotation der Schnecke 18 erfolgt ein gleitendes
Verschieben des Päckchens 2 entlang
Streifen 20 und entlang Führungseinrichtung 22 zum
Ausgang 24.
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Jedes
Päckchen 2 erreicht
den Entladeabschnitt 20b zur gleichen Zeit wie ein entsprechender Vorsprung 31,
der, bei seiner Bewegung aus Kanal 21 heraus in im Wesentlichen
radialer Richtung bezüglich
Achse 17, das Päckchen 2 aus
dem Streifen 20 heraus und auf die Platte 27 und
den Eingang der Fördereinrichtung 5 transportiert,
wobei deren Vorsprung 32 mit dem Päckchen 2 in Eingriff
kommt und dieses in Förderrichtung 35 des
Bandes 33 transportiert.
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In
Verbindung mit der vorhergehenden Beschreibung sei betont, dass,
auch wenn sich im Beispiel von 1 die Führungseinrichtung 22 um
einen Winkel von im Wesentlichen 180° um Schnecke 18 und
Achse 17 erstreckt und die Richtungen 14 und 35 parallel
zueinander sind, sich die Führungseinrichtung 22 offensichtlich
um einen beliebigen Winkel zwischen 0° und 360° erstrecken kann, so dass die Richtungen 14 und 35 einen
beliebigen Winkel zwischen 0° und
180° bilden
können.
Mit anderen Worten sorgt die Hubvorrichtung 6 für ein sukzessives Transportieren
der Päckchen 2 zwischen
zwei Fördereinrichtungen 3 und 5,
die sich auf unterschiedlichen Niveaus befinden und so orientiert
sind, dass sie einen beliebigen Winkel zwischen 0° und 180° bilden,
wodurch jegliche Probleme im Hinblick auf die Gestaltung des Systems
beseitigt werden.
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Als
weiterer Punkt sei angemerkt, dass sich mit der Hubvorrichtung 6 eine
Drehung eines jeden Päckchens 2 um
180° um
eine zur Fläche 15 senkrechte
Achse durchführen
lässt.
Wie in 1 dargestellt, weist nämlich die in Förderrichtung 14 hintere Fläche des
auf der Fördereinrichtung 3 befindlichen Päckchens 2 nach
vorne, wenn das Päckchen 2 in Richtung 35 der
Fördereinrichtung 5 transportiert wird.
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Die
Variation von 2 zeigt, wie sich eine Veränderung
um 90° der
Orientierung der Päckchen 2 bewirken
lässt,
und zwar ungeachtet des Winkels, um den sich die Führungseinrichtung 22 um
die Schnecke 18 herum erstreckt. 2 zeigt
eine Hubvorrichtung 36, welche zwischen zwei Fördereinrichtungen 3 und 5 angeordnet
ist, die sich jeweils radial und tangential bezüglich des Kerns 19 und
der Schnecke 18 befinden, und weist eine Führungseinrichtung 37 mit
einem Eingang 23, der identisch zum Eingang 23 der
Führungseinrichtung 22 der
Hubvorrichtung 6 ist, und einem Ausgang 38 auf,
welcher sich vom Ausgang 24 darin unterscheidet, dass die (nicht
dargestellte) Stange 25, welche zum Eingang 8 der
Fördereinrichtung 5 weist,
die gleiche Länge wie
die Stange 26 der Führungseinrichtung 22 hat, und
die andere Stange 25 und die Stange 26 gleiche Länge wie
die Stangen 25 der Führungseinrichtung 22 haben.
Bei der Hubvorrichtung 36 ist die Fördereinrichtung 28 durch
eine Schubeinrichtung 39 ersetzt, die mit der Laufrichtung 35 der
Fördereinrichtung 5 fluchtet,
welche sukzessive mit den Päckchen 2 am
Ausgang 38 in Eingriff kommt und diese auf die Fördereinrichtung 5 transportiert,
auf welcher die Päckchen 2 so
transportiert werden, dass eine Fläche 40, die zuvor
parallel zur Richtung 14 der Fördereinrichtung 3 war,
nach vorne gerichtet ist.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Variation kann eine mittels der Hubvorrichtung 36 bewerkstelligte Änderung
der Orientierung so erzielt werden, dass die Fördereinrichtung 3 in
tangentialer Richtung und die Fördereinrichtung 5 in
radialer Richtung angeordnet ist, in welchem Fall der Ausgang 24 unverändert bleibt
und der Eingang 23 wie für Ausgang 38 modifiziert
wird.
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In
der Variation der 3 und 4 wurde die
Stange 25, welche dem Eingang 8 der Fördereinrichtung 5 zugewandt
ist, sogar noch weiter verkürzt, um
eine vorgegebene Anzahl (zwei im dargestellten Beispiel) aufeinander
folgender Windungen 41 des Kanals 21 freizulegen,
wobei jede freigelegte Windung 41 mit einer jeweiligen
tangentialen Schubeinrichtung 39 versehen ist und die Fördereinrichtung 5 auf
ein Niveau direkt unterhalb des resultierenden Ausgangs 38 versetzt
wurde, so dass anstelle einer Aneinanderreihung von Päckchen 2 eine
Aneinanderreihung von Stapeln 42 von Päckchen 2 auf der Fördereinrichtung 5 gebildet
wird, wobei jeder Stapel eine Anzahl von übereinander angeordneten Päckchen 2 enthält, die
so groß ist
wie die Anzahl von Windungen 41, die durch die verkürzte Stange 25 freigelegt
sind. Diese Lösung
ist insbesondere vorteilhaft zur Bildung von Kartons, welche mehrere
Seite an Seite angeordnete Stapel 42 enthalten.
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In
allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen
kann die Schnecke 18 durch eine Schnecke 43 wie
dargestellt in den 7 bis 9 ersetzt
werden. Die Schnecke 43 ist nach außen durch eine zylindrische
Fläche 44 begrenzt
und weist einen Kern 45 auf, welcher seinerseits einen
zylindrischen Bodenabschnitt 46, welcher einen Streifen 20 von
konstanter Breite trägt,
der gemeinsam mit Abschnitt 46 einen Kanal 21 von
im Wesentlichen konstanter Tiefe (gemessen in Radialrichtung bezüglich Abschnitt 46) sowie
einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen oberen Abschnitt 47 aufweist,
dessen Durchmesser nach oben hin zunimmt und der einen Streifen 20 trägt, dessen
Breite allmählich
abnimmt und der mit dem Abschnitt 47 einen Kanal 21 definiert,
dessen Tiefe nach oben in Richtung zum Ausgang 24 oder 38 abnimmt.
In ähnlicher
Weise sind die Stangen 25 und 26 an die Durchmesseränderung
des Kerns 45 angepasst und halten konstanten Abstand zur
Außenfläche des
Kerns 45. Wie klar in den 8 und 9 zu
erkennen, sorgt die Schnecke 43 für ein allmähliches Herausschieben der
Päckchen 2 in
radialer Richtung aus dem Kanal 21, wenn sich die Päckchen 2 entlang
der Führungseinrichtung 22 oder 37 zu
den Ausgängen 23 oder 38 bewegen.
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In
allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen
kann die Schnecke 18 oder 43 durch eine Schnecke 48 wie
dargestellt in den 5 und 6 ersetzt
werden. Die Schnecke 48 weist einen unteren Abschnitt 49 auf,
der begrenzt ist durch eine ebene Unterseite 50, welche
mit der Oberseite 16 der Fördereinrichtung 3 koplanar
ist, durch einen unteren Abschnitt 51 des Kerns 19,
welcher eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige sich nach oben hin verjüngende Außenfläche 52 aufweist,
sowie durch zwei Streifen 2 konstanter Breite, die nach
außen
hin durch eine Fläche 53 begrenzt
sind, die im Wesentlichen parallel zu Fläche 52 ist.
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Die
Schnecke 48 ist mit einer Zuführfördereinrichtung 3 verbunden,
welche, anders als die mit der Schnecke 18 verbundene Fördereinrichtung 3, keine
Vorsprünge 11 aufweist
und eine Aneinanderreihung 54 von miteinander in Kontakt
stehenden Päckchen 2 transportiert;
und die Führungseinrichtung 22 behält einen
im Wesentlichen konstanten Abstand zur Oberfläche 53 bei.
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Die
Oberfläche 53 ist
gemäß der Laufgeschwindigkeit
der Fördereinrichtung 3 und
der Winkelgeschwindigkeit der Schnecke 48 so gestaltet, dass
sich beim Eingang 23 der Radius desjenigen Streifens 55 der
Oberfläche 53,
welcher sich auf einem Niveau mit dem Ausgang 7 der Fördereinrichtung 3 befindet,
während
des Rotierens der Schnecke 48 um die Achse 17 mit einer
Geschwindigkeit ändert,
die der Transportgeschwindigkeit der Fördereinrichtung 3 in
Richtung 14 entspricht. Demzufolge wird, wenn der Ladeabschnitt 20a des
Streifens 20 der Schnecke 48 – die sich in 5 im
Uhrzeigersinn dreht – sich
unter das erste Päckchen
der Aneinanderreihung 54 – nachfolgend als Päckchen 2a bezeichnet – bewegt,
das in Kontakt mit dem Streifen 55 stehend am Eingang 23 der
Führungseinrichtung 22 positioniert
ist, das Päckchen 2a entlang
der Führungseinrichtung 22 hochgehoben,
und gleichzeitig erfolgt dabei weiterhin ein Transportieren in Richtung 14,
ohne die Aneinanderreihung 54 anzuhalten, die weiterhin
mit konstanter Geschwindigkeit gleichmäßig in Richtung 14 transportiert
wird. Wenn das Päckchen 2a bis über das
Niveau der Aneinanderreihung 54 angehoben ist, wird bis
zur Ankunft des Ladeabschnittes 20a das nächste Päckchen 2 in
Kontakt mit Streifen 55 stehend positioniert.
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Wie
in 6 dargestellt, ist Schnecke 48, was im übrigen auch
bei jeder anderen der beschriebenen Schnecken der Fall sein kann,
eine mehrgängige
Schnecke – und
zwar im dargestellten Beispiel eine doppelgängige Schnecke. Damit werden
größere Austragsgeschwindigkeiten
ermöglicht
als bei Verwendung eingängiger
Schnecken.