DE69807228T2

DE69807228T2 - Zuführmechanismus für kartons

Info

Publication number: DE69807228T2
Application number: DE69807228T
Authority: DE
Inventors: Philippe Duperray
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: WO1998052825A1; WO1998052853A2; HUP0004630A2; CZ9904152A3; PL188672B1; DE69805004T2; PL337081A1; ES2191306T3; DK1012041T3; ZA984325B; PL194080B1; PL337022A1; DE69807735D1; HUP0002688A3; DK0993405T3; ATE229906T1; AR015818A1; WO1998052853A3; ZA984324B; PT1066198E

Description

Die Erfindung betrifft das Verpacken primärer Gegenstände wie Dosen oder Flaschen in mehrfach verpackte Schachteln und befasst sich insbesondere mit dem Zuführen solcher Schachteln aus einem Magazin und anschließendem Einleiten und Vervollständigen einer Ladeoperation von Schachteln, und zwar der Reihe nach und kontinuierlich.
Ein übliches Verfahren, das bei bekannten Verpackungsmaschinen verwendet wird, umfasst typischerweise das Entnehmen einer zusammengeklappten Schachtel aus einem Spender solcher Schachteln oder Zuschnitte. Die zusammengeklappte Schachtel wird dann aufgerichtet und die Dosen, Flaschen oder anderen Gegenstände, die verpackt werden sollen, werden in die aufgerichtete Schachtel gestellt. Alternativ kann ein Spender von Schachteln in Form von flachen Zuschnitten bereitgestellt werden. Nach der Entnahme der Schachtel aus dem Spender wird die Schachtel zuerst teilweise ausgebildet und dann auf die Gegenstände gestellt. Die Schachtel wird dann weiter in die fertige Verpackung ausgebildet.
Eine Vielzahl verschiedener Maschinenformen ist für das Durchführen dieser Grundverfahren bekannt. In einer Maschinenform werden getrennte Gruppen von Gegenständen, die einen oder mehrere Gegenstände umfassen, ausgebildet und entlang einer Fördereinrichtung durch die Maschine bewegt. Die Schachteln werden auch entlang der Maschine bewegt und jede Schachtel wird über einer der Gegenstandsgruppen positioniert. Während sich die Gruppe und die Schachtel weiterbewegen, wird die Schachtel auf die Gruppe herabgesenkt, um die Gegenstände in die Schachtel zu laden. Ein bekanntes Beispiel einer solchen Maschine ist in der WO 96/32324 gezeigt.
Maschinen dieses Typs weisen mehrere Nachteile auf. Viele Abfüllanlagen verpacken Dosen und Flaschen in eine Vielzahl von Schachtelgrößen, z. B. Schachteln, die sechs, acht oder zwölf Gegenstände fassen. Verschiedene Verpackungsmaschinen sind entwickelt worden, die eingestellt werden können, um Schachteln verschiedener Größen unterzubringen, jedoch muss die Maschine für eine Zeitdauer (bekannt als "Stillstandszeit") abgefahren werden, während die Einstellung gemacht wird. Ein Minimieren der Stillstandszeit ist daher wünschenswert.
Die vorliegende Erfindung strebt danach, die kommerziellen Nachteile bekannter Verpackungsmaschinen zu überwinden, indem sie einen Schachtellademechanismus bereitstellt, der in der Lage ist, mehr als eine(n) Schachteltyp oder Schachtelgröße zu beladen, und bei welchem die Umstellung zwischen Schachtelgrößen oder -arten schnell erreicht werden kann. Ferner stellt die Erfindung einen Lademechanismus bereit, der eine relativ geringe Maschinenlänge benötigt, um seine Ladefunktion auszuführen.
Die vorliegende Erfindung kann mit einer in einer korrespondierenden Anmeldung EP 98 922 489.4 beschriebenen Verpackungsmaschine verwendet werden. Es wird beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung bei verschiedenen Arten von Verpackungsmaschinen verwendet werden kann. Alternativ kann der Schachtellademechanismus der vorliegenden Erfindung als ein einzelnes Modul verkauft werden, um an neue Maschinen oder an bestehende Maschinen auf einer Nachrüstbasis angepasst zu werden.
Ein Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen und Fördern von Schachteln zu einer Gegenstandsladestation in einer Verpackungsmaschine bereit. Die Vorrichtung umfasst selektiv bedienbare Zuführmittel, wobei erste Zuführmittel angepasst sind, um Schachteln aus einem ersten Spender sequentiell zu liefern, und zweite Zuführmittel angepasst sind, um Schachteln aus einem zweiten Spender sequentiell zu liefern, sowie Ortungsmittel, die mit den ersten und zweiten Zuführmitteln zusammenwirken, um die Schachteln an einer festgelegten Stelle relativ zu Fördermitteln zu halten, wobei die Schachteln von den Fördermitteln stromabwärts zu der Ladestation bewegt werden, um beladen zu werden, indem jede der Schachteln auf wenigstens einen zu verpackenden Gegenstand abgesenkt wird.
Gemäß einem optionalen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung können die Ortungsmittel ein Paar von Blöcken umfassen, die an einer ersten bzw. zweiten Endloskette befestigt sind, wobei jeder Block einen Mitnehmer einschließt, der aus einer Bodenfläche des Blocks vorsteht, und wobei die Mitnehmer angepasst sind, um gegenüberliegende äußere Wandflächen der Schachtel an beabstandeten Stellen zwischen Enden und an beabstandeten Stellen zwischen ihren quer verlaufenden Kanten in Eingriff zu nehmen. Alternativ können die Ortungsmittel eine Vielzahl gegenüber angeordneter Stifte umfassen, die von den jeweiligen Ketten eines Paares von Endlosketten vorstehen, wobei die Stifte angepasst sind, um gegenüberliegende Wandflächen der Schachtel an beabstandeten Stellen zwischen Enden und an beabstandeten Stellen zwischen den quer verlaufenden Kanten in Eingriff zu nehmen.
Gemäß einem optionalen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung können die Fördermittel ein Paar von Endloskettenführungsbahnen zum Aufnehmen erster und zweiter Endlosketten umfassen, wobei die Führungsbahnen angepasst sind, um korrespondierende Stifte in einer abwärts geneigten Richtung zu führen.
Gemäß einem anderen optionalen Merkmal dieses Aspekts der Erfindung können die Mitnehmer und/oder die Stifte geformt sein, um die Schachtel in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene in Eingriff zu nehmen und/oder zu halten.
Gemäß einem weiteren optionalen Merkmal können die Stellmittel bereitgestellt sein, um den Fluss der Gegenstände an dem Zufuhrende zu steuern, wobei die Stellmittel ferner Mittel umfassen, um den Druck der Gegenstände in die Maschine zu steuern, sowie Mittel, um die korrekte Anzahl von Gegenständen für jede Schachtel zu bestimmen. Vorzugsweise können die Mittel zum Steuern des Drucks der Gegenstände ein Zufuhrsternrad umfassen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum kontinuierlichen Zuführen und Fördern von Schachteln zu einer Gegenstandsladestation in einer Verpackungsmaschine bereit. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (i) das Bewirken, dass Schachteln sequentiell aus einem ersten Spender und/oder einem zweiten Spender auf gemeinsame Fördermittel geliefert werden; (ii) das Fördern der Schachteln stromabwärts zu einer Ladestation; und (iii) das Beladen der Schachteln durch Absenken jeder der Schachteln auf wenigstens einen zu verpackenden Gegenstand.
Ein dritter Aspekt der Erfindung stellt eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Gegenständen in Schachteln bereit, die aus wenigstens einer ersten oder einer zweiten Schachtel ausgewählt sind, wobei die erste und zweite Schachtel von unterschiedlicher Art oder Größe sind, wobei die Schachteln in wenigstens einem Magazin aufbewahrt werden und zum Verpacken von einer Schachtel in Eingriff nehmenden Einrichtung aufgenommen werden, die angeordnet ist, um die Schachteln sukzessiv einzeln aus dem wenigstens einen Magazin zu entnehmen und diese sequentiell zu einer ersten vorbestimmten Position zu befördern, von wo aus die Schachteln zu einer Papiervorschubkette übertragen werden, die die Schachteln bis zu einer zweiten vorbestimmten Position trägt, von wo aus die Schachteln den Gegenständen zugeführt werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1a eine Seitenansicht einer Schachtel des Korbtyps ist, die in einem flachen zusammengeklappten Zustand geliefert wird und für die Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Maschine geeignet ist;
Fig. 1b eine perspektivische Ansicht einer Schachtel des Korbtyps ist, die für die Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Maschine geeignet ist;
Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines Schachtelzuschnitts des Umwickeltyps ist, der für die Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Maschine geeignet ist;
Fig. 2b eine perspektivische Ansicht einer aufgerichteten und beladenen Schachtel des in Fig. 2a dargestellten Typs ist;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine ist, die jene Teile der Maschine darstellt, die für die Aufrichtung von Trägern des Korbtyps benötigt werden;
Fig. 4, 5 und 6 perspektivische Ansichten der Schachtelspender-, -zuführ- und -aufrichtstation der erfindungsgemäßen Maschine sind, die angepasst ist, um Schachteln des Korbtyps zu beladen;
Fig. 7 eine vereinfachte Ansicht der Schachtelfördereinrichtung ist, die verwendet wird, um die Schachtel von der Aufrichtstation zu der Ladestation zu übertragen;
Fig. 8, 9 und 10 eine alternative Ausführungsform der Schachtelfördereinrichtung und -ladestation der Maschine darstellen, die angepasst ist, um Schachteln des Korbtyps zu beladen;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Schachtelfördereinrichtung und -ladestation der Maschine ist, die angepasst ist, um Schachteln des Korbtyps zu beladen;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des Ausfuhrendes der Maschine ist, die Träger des Korbtyps enthält;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Maschine ist, die jene Teile darstellt, die benötigt werden, um Schachteln des Umwickeltyps aufzurichten und zu beladen; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des Ausfuhrendes der Maschine ist, die Schachteln des Umwickeltyps enthält.
Die erfindungsgemäße Maschine ist geeignet, Schachteln sowohl des Umwickeltyps als auch des Korbtyps zu beladen.
In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1a und 1b daraus ist die Schachtel 10 ein Träger des Korbtyps, der in Fig. 1b in einem aufgerichteten, zum Absenken auf Gegenstände bereiten Zustand gezeigt ist. Die Schachtel schließt gegenüberliegende Seitenwandflächen 12, 14 und gegenüberliegende Endwandflächen 16, 18 ein, die gelenkig in Folge verbunden sind. Die Schachtel 10 schließt ferner eine Griffstruktur 20 ein, die die Endwandflächen 16, 18 miteinander verbindet, und umfasst quer verlaufende Trennwandflächen 22, die jeweils die Seitenwandfläche 12, 14 verbinden. Die Bodenwandflächen 24, 26 sind mit jeder Seitenwandfläche 12 bzw. 14 gelenkig verbunden.
Wie in den Fig. 2a und 2b dargestellt, ist die Schachtel 30 eine Schachtel des Umwickeltyps, die in Fig. 2a in ihrer Zuschnittsform gezeigt ist. Der Schachtelzuschnitt 30 schließt eine erste Bodenwandfläche 32, eine Seitenwandfläche 34, eine Deckenwandfläche 36, eine zweite Seitenwandfläche 38 und eine Bodenwandfläche 40 ein, die gelenkig in Folge verbunden sind. Die Deckenwandfläche 36 umfasst drei Paare von Öffnungen 42, 44, die zwischen den Seitenkanten der Deckenwandfläche 36 mit Zwischenraum angeordnet und angepasst sind, um einen oberen Abschnitt von Gegenständen A wie in Fig. 2b dargestellt aufzunehmen.
Es wird beabsichtigt, dass die Schachteln abhängig von der Form und/oder der Menge der Gegenstände, die verpackt werden sollen, variieren können und folglich eine erfindungsgemäße Maschine in zahlreichen Beziehungen einstellbar ist, so dass diese eine weite Vielfalt solcher Schachteln verarbeiten kann. Die prinzipiellen Anordnungen, die für eine Änderung in Frage kommen, sind in den Fig. 1a und 2b gezeigt, wobei "H" die Gesamthöhe der aufgerichteten Schachtel ist, die dem Abstand zwischen der oberen Kante der Seitenwand und der Bodenwandfläche entspricht, und "L" die Gesamtlänge der Schachtel ist, wenn die Bodenwandflächen geschlossen sind.
In den Fig. 3 und 13 der Zeichnungen ist eine Maschine 50 zum Verarbeiten von Schachteln 10 des vorstehend dargestellten Korbtyps gezeigt. Es ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen und Fördern von Schachteln zu einer Gegenstandsladestation in einer Verpackungsmaschine gezeigt, wobei die Vorrichtung selektiv bedienbare Zuführmittel 46, 47 umfasst, wobei erste Zuführmittel 46 (in Fig. 3 gezeigt) angepasst sind, um Schachteln aus einem ersten Spender 54 sequentiell zu liefern, und zweite Zuführmittel 47 (in Fig. 13 gezeigt) angepasst sind, um Schachteln aus einem zweiten Spender 140 sequentiell zu liefern, sowie Ortungsmittel 48, die mit den ersten und zweiten Zuführmitteln 46, 47 zusammenwirken, um die Schachteln an einer festgelegten Stelle relativ zu Fördermitteln 102, 104 zu halten, wobei die Schachteln von den Fördermitteln stromabwärts zu der Ladestation bewegt werden, um beladen zu werden, indem jede der Schachteln auf wenigstens einen zu verpackenden Gegenstand herabgesenkt wird.
Das Stromaufwärtsende der Maschine schließt ein Magazin 54 ein, in welchem eine Vielzahl von Schachteln 10 in einem flachen zusammengeklappten Zustand für die Verarbeitung bereit gehalten wird. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, werden die Schachteln durch einen Vakuumdrehaufgeber 56 sequentiell aus dem Magazin entnommen. Der Vakuumaufgeber 56 umfasst vier Paare von Saugnäpfen (nicht gezeigt), die jeweils mit einer Antriebswelle 58 durch eine längliche Stützstange 60 verbunden sind. Bei einer Klasse von Ausführungsformen sind die Stangen 60 jeweils gleitend an einer Ringstruktur 63 befestigt, wobei die Ringstruktur starr an der drehbaren Hauptantriebswelle 65 befestigt ist. Die Antriebswellen 58 sind vorzugsweise mit einer Nockenschiene über einen Nockenstößel verbunden, der in einem Gehäuse 62 untergebracht ist, das einen gleichförmigen Pfad für die Saugnäpfe bereitstellt, wenn die Antriebswelle 58 rotiert wird.
Die Hauptantriebswelle 65 ist um eine feste Achse X-X drehbar. Die Welle 65 wird im Allgemeinen an ihrem Ende durch eine geeignete Lagerstruktur gehalten, die herkömmlich ist und an einem Seitenrahmen befestigt ist. Ein geeigneter Antriebsmechanismus, beispielsweise ein Servomotor 57, ist bereitgestellt, um die Welle 65 zu rotieren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird beabsichtigt, dass eine Vakuumunterbrechung in dem Zuführmechanismus 56 bereitgestellt ist, die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung verwendet wird, um die Vakuumverbindung und die Abschaltpunkte festzulegen, wodurch bestimmt wird, wann die Schachtel durch den Zuführmechanismus 56 gehalten wird.
Während die Verwendung eines Vakuumdrehaufgebers bevorzugt wird, um Schachtel der Fördereinrichtung zuzuführen, wird es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung mit anderen Arten von Zuführmechanismen verwendet werden kann, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Das Magazin 54 ist eines der "Schwerkraftzufuhr"-Art, wodurch die Schachtelzuschnitte 10 in dem Magazin in einer Neigung gehalten werden, um eine positive Zufuhr bereitzustellen. Damit der Zuschnitt aus dieser geneigten Position in eine vertikale Ebene übertragen wird, ist es notwendig, die Rotationsachse X-X des Vakuumdrehaufgebers aus der vertikalen Ebene, wie in Fig. 4 dargestellt, zu versetzen. Zusätzliche Aspekte des Zuführsystems sind detaillierter in der Stammanmeldung GB 9710639.7 beschrieben sowie in verschiedenen anderen Patentanmeldungen, die davon wegen eines Prioritätsdatums abhängen, und insbesondere in der gleichzeitigen Anmeldung, die durch das Aktenzeichen D-7718-3 des Anmelders bezeichnet ist.
In Gebrauch führt der Zuführmechanismus 56 kontinuierlich und sequentiell Schachteln aus dem Magazin zu dem Zubringer, indem die Hauptantriebswelle 65 die Aufnahmeeinrichtung in die durch den in Fig. 4 gezeigten Pfeil A angedeutete Richtung rotiert. Wenn die Zuführeinrichtung 56 rotiert, werden die Saugnäpfe in Berührung mit der Seitenwand der Schachtel 10 bewegt. Ein Vakuum wird dann an dem Satz von Saugnäpfen über eine Vakuumversorgung angelegt. Folglich wird die Schachtel 10 entnommen und anschließend zu einem Gurt 64 übertragen. Das Vakuum wird dann während dieser Übertragungsstufe gehalten, so dass die Saugnäpfe die Seitenwand der Schachtel 10 halten. Wenn die Schachtel an dem Gurt 64 abgelegt ist, trennt die Vakuumunterbrechung die Vakuumversorgung von den Saugnäpfen, um die Schachtel freizugeben.
Der Zuschnitt wird dann zwischen das Klemmende (nip end) 66 eines allgemein bei 64 gezeigten Zuführgurtsatzes gelegt. Der Zuführgurtsatz schließt ein Paar von oberen und unteren Aufnahmegurten 70, 72 ein, die voneinander beabstandet sind, um so den Griffabschnitt 20 und die Bodenwandflächen 24, 26 einer flachen Schachtel aufzunehmen, die von dem Drehaufgeber 56 geliefert wird. Die Gurtsätze 70, 72 halten die Position der Schachtel und bewegen die Schachtel stromabwärts zu einer allgemein bei 74 gezeigten Aufrichtstation. Es lässt sich aus den Fig. 4, 5 und 6 ersehen, dass dann, wenn der Vakuumdrehaufgeber die Schachtel rotiert, diese außerdem eine Translationsbewegung um den Pfad der Drehbewegung von einem geneigten Winkel in eine vertikale Ebene durchlaufen.
Die Aufrichtstation 74 schließt ein Paar öffnender Radeinheiten (oder Wandflächentrennmittel) 76, 78 ein, die verwendet werden, um gegenüberliegende Wandflächen zu trennen und das Teilaufrichten der Schachtel zu unterstützen. Die Einheiten 76, 78 sind auf jeder Seite der Schachtel positioniert, wobei die Einheit 76 auf der zugewandten Seite relativ zu der Einheit 78 auf der abgewandten Seite quer zu der Maschine einstellbar ist, um die zu dem Schachteltyp gemachten Einstellungen zu reflektieren. Die Radeinheiten entsprechen einander. Folglich wird lediglich die Einheit 76 unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 6 beschrieben. Die Vorrichtung, die verwendet wird, um gegenüberliegende Wandflächen zu trennen, ist detaillierter in der Stammanmeldung GB 9710639.7 beschrieben sowie in verschiedenen anderen Patentanmeldungen, die davon wegen eines Prioritätsdatums abhängen, und insbesondere in der gleichzeitigen Anmeldung, die durch das Aktenzeichen D-7718-1 des Anmelders bezeichnet ist.
Die Einheit 76 auf der zugewandten Seite umfasst einen Vakuumsaugnapf, der über eine Antriebsstange mit dem öffnenden Rad 80 verbunden ist. Das öffnende Rad 80 ist auf einer Antriebswelle 82 befestigt, die durch einen Servomotor 84 angetrieben wird. Der Servomotor 84 wird durch geeignete Steuermittel gesteuert, die bewirken können, dass die Rotationsgeschwindigkeit des öffnenden Rades 80, und folglich des Saugnapfes, verändert wird.
Die Antriebsstange ist vorzugsweise mit einer Nockenschiene über einen Nockenstößel (nicht gezeigt), der in einem Gehäuse 83 enthalten ist, oder einer anderen geeigneten Einrichtung verbunden, um einen gleichförmigen Pfad für die Saugnäpfe bereitzustellen, wenn die Antriebswelle 82 rotiert wird. Folglich werden die Saugnäpfe und die Antriebsstange unter einer geführten linearen Bewegung hin zu und weg von der Schachtel während einer vollständigen Drehung der Antriebswelle bewegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es beabsichtigt, dass eine Vakuumunterbrechung in dem Gehäuse 83 bereitgestellt ist, die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung verwendet wird, um die Vakuumverbindung und die Abschaltpunkte festzulegen, wodurch bestimmt wird, wann die Schachtel durch die Wandflächentrennmittel 76 gehalten wird.
Ebenso stimmt die in Fig. 6 gezeigte Einheit 78 auf der abgewandten Seite mit der Einheit 76 auf der zugewandten Seite überein und umfasst einen Vakuumsaugnapf, der über eine Antriebsstange mit dem öffnenden Rad 86 verbunden ist. Das öffnende Rad 86 ist auf einer Antriebswelle 88 befestigt, die durch einen Servomotor 90 angetrieben wird. Der Servomotor 90 ist angepasst, um die Rotationsgeschwindigkeit des öffnenden Rades 86, und folglich des Saugnapfes, zu verändern.
Um die Schachtel 10 in einen aufgerichteten Zustand zu bringen, endet der untere Gurtsatz kurz vor den öffnenden Einheiten 76, 78 und die Schachtel wird nur durch die obere Gurteinheit, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, stromabwärts bewegt. Der Saugnapf des öffnenden Rades 86 auf der abgewandten Seite wird rotiert und veranlasst, die korrespondierende Seitenwandfläche 14 der Schachtel in Eingriff zu nehmen. Das öffnende Rad 86 auf der abgewandten Seite wird durch die Steuermittel relativ zu dem sich bewegenden Zuschnitt beschleunigt, so dass der Saugnapf relativ zu dem sich bewegenden Zuschnitt beschleunigt wird. Der Saugnapf wird ferner veranlasst, sich weg von der Schachtel durch den Nockeneffekt des öffnenden Rades 86 zu bewegen, so dass die Seitenwandfläche 14 und die führende Endwandfläche 18 getrennt und gesondert von der Griffstruktur 20 bewegt werden.
Ebenso wird der Saugnapf des öffnenden Rades 80 auf der zugewandten Seite rotiert und veranlasst, die gegenüberliegende Seitenwandfläche 12 des Schachtelzuschnitts in Eingriff zu nehmen. Es wird Vakuum an den Saugnapf angelegt, der an dem öffnenden Rad 80 auf der zugewandten Seite befestigt ist, und der elektronische Nockeneffekt bewirkt, dass sich der Saugnapf von der Griffstruktur 20 weg bewegt, wodurch die führende Seitenwandfläche 12 und die nachlaufende Endwandfläche 16 von der Griffstruktur 20 getrennt werden. Somit werden die Seitenwandflächen 12, 14 auseinander bewegt, so dass die Schachtel 10 schrittweise in einen aufgerichteten Zustand (in Fig. 1b gezeigt) gebracht wird. Vorzugsweise wird das öffnende Rad 80 auf der zugewandten Seite veranlasst, langsamer zu werden, so dass der Saugnapf relativ zu der Geschwindigkeit der Schachtel verzögert, wenn sich diese durch die Aufrichtstation bewegt.
In den Fig. 4 und 6 wiederum werden die Endwandflächen 16, 18 in einer senkrechten Beziehung zu den Seitenwandflächen 12, 14 durch blockierende Nasen 92 gehalten, die an einem Paar von Seitennasenkettensätzen 94, 96 befestigt sind. Die Bodenwandflächen 24, 26 werden dann durch Führungen nach außen in eine im Wesentlichen senkrechte Beziehung zu ihren jeweiligen Seitenwandflächen 12, 14 gefaltet, die auf jeder Seite der Schachtel 10 positioniert sind.
Nachdem die Schachteln aufgerichtet worden sind, werden diese zu der in Fig. 3 gezeigten Ladestation 100 übertragen. Folglich verlassen die Schachteln den Eingriff durch den oberen Gurtsatz und die blockierenden Nasen 92, und der Eingriff wird stufenweise übertragen, wenn sich die Schachteln stromabwärts zu einem in Fig. 7 gezeigten Paar von Seitennasenkettensätzen 102, 104 bewegen. Jeder Satz von Seitennasenketten 102, 104 ist ähnlich aufgebaut und schließt Endlosketten 106 ein, die eine Vielzahl von Führungsstiftsätzen 108 aufweisen, welche die gegenüberliegenden Bodenwandflächen 24, 26 der Schachtel in Eingriff nehmen, um die Stromabwärtsbewegung der Schachtel fortzusetzen und um die Bodenwandflächen 24, 26, die Seitenwandflächen 12, 14 und die Endwandflächen 16, 18 in dem aufgerichteten, in Fig. 1b dargestellten Zustand zu halten.
Wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Satz von drei Führungsstiften 110 in die jeweiligen Öffnungen eingeführt, die aus jeder Bodenwandfläche 24, 26 ausgebildet sind.
Die Endloskettensätze 102, 104 sind auf Tischen 112, 114 befestigt, um zusätzlichen Halt für die Bodenwandflächen 24, 26 bereitzustellen, und sind abwärts in Richtung auf die Ladestation 100 geneigt.
Eine alternative Ausführungsform der Schachtelfördereinrichtung ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt. In der zweiten Ausführungsform werden die Schachtelzuschnitte 200 zu dem oberen und unteren Gurtsatz 210, 212 in einem flachen zusammengeklappten Zustand, wie in Fig. 8 gezeigt, übertragen. Die Bodenwandflächen 24, 26 werden nach außen in eine im Wesentlichen senkrechte Beziehung mit ihren jeweiligen Seitenwandflächen 12, 14 durch Führungen 214 gefaltet, die auf jeder Seite der Schachtel positioniert sind. Wenn sich die Schachteln stromabwärts bewegen, verfassen diese den Eingriff durch den oberen und unteren Gurtsatz und der Eingriff wird stufenweise übertragen, wenn sich die Schachteln stromabwärts zu einem in Fig. 8 gezeigten Paar von Seitennasenkettensätzen 216, 218 bewegen. Jeder Satz von Seitennasenketten 216, 218 ist ähnlich aufgebaut und schließt Endlosketten 220 ein, die eine Vielzahl von Führungsstiftsätzen 222 aufweisen, welche die gegenüberliegenden Bodenwandflächen 24, 26 der Schachtel in Eingriff nehmen, um die Stromabwärtsbewegung der Schachtel fortzusetzen. Die Endloskettensätze 216, 218 sind abwärts in Richtung auf die Ladestation 100 geneigt.
Wie in Fig. 10 dargestellt, umfasst jeder Satz von Führungsstiften 222 drei Stifte 224, die auf einem keilförmigen Block oder Blöcken 226 befestigt sind. Die Blöcke sind angepasst, um die Schachtel in einer horizontalen Ebene zu halten. Die Stifte werden in die jeweiligen Öffnungen eingeführt, die aus jeder Bodenwandfläche 24, 26 ausgebildet sind. Jeder Führungsstiftsatz 222 wird durch die Kette 220 vorwärts bewegt, die in einer Führungsbahn 230 befestigt ist. Vorzugsweise ist die Führungsbahn derart eingestellt, dass sich der Führungsstiftsatz nach außen von dem Zufuhrpfad des Schachtelzuschnitts 200, wie in Fig. 10 gezeigt, während der Vorwärtsbewegung bewegt. Die Bodenwandflächen werden auseinander bewegt, um die Schachtel so aufzurichten, dass sie zur Aufnahme von zu verpackenden Gegenstände bereit ist. Optional werden die Seitenwandflächen 16, 18 außerdem getrennt durch Saugnäpfe 232, die auf einer Nocke 234 befestigt sind, sowie Nockenschiene 236, wie in Fig. 11 gezeigt, es wird jedoch beabsichtigt, dass die Schachtel ggf. ohne dieses Modul aufgerichtet werden kann. Die aufgerichteten Schachteln werden dann auf die nachstehend beschriebene Ladestation abgesenkt.
Die in den vorstehenden zwei Absätzen beschriebene Ausführungsform kann in eine speziell entworfene Maschine integriert werden, die Schachteln des Korbtyps verpackt oder kann in eine Maschine der vorliegenden Erfindung integriert werden. Natürlich würde die Verpackung von Schachteln des Umwickeltyps erfordern, dass der Endloskettensatz eingestellt wird, und würde erfordern, dass die Zuführung der Schachteln an einer von der nachstehend beschriebenen Position abweichenden Position platziert ist.
Gegenstände wie Flaschen werden der Maschine durch eine Zufuhrfördereinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt und der Liniendruck der Flaschen wird durch ein Zufuhrsternrad (nicht gezeigt) gesteuert, wie bekannt ist. Die Gegenstände werden in Gruppen der korrekten Anzahl pro Zuschnitt mittels einer Reihe von beabstandeten Messbalken (nicht gezeigt) getrennt, die ferner den Fluss der Gegenstände steuern, so dass diese in die Schachtel in der gleichen Geschwindigkeit wie der Schachtelzuschnittfluss eingeführt werden können.
An der Ladestation 100, die in den Fig. 9 und 11 dargestellt ist, werden die Schachtel der Gruppe von Gegenständen A von oben zugeführt, während die Schachtel und die Gegenstandsgruppe synchron vorwärts bewegt werden. Die Schachtel wird auf die Gegenstände aufgrund der Abwärtsneigung der Endloskettensätze 102, 104 abgesenkt. Wie in Fig. 11 dargestellt, wird die seitliche Bewegung der Schachtel 10 in die Ladestation 100 durch ein Paar von Führungen 116, 118 gesteuert, die oberhalb jedes Kettensatzes 102, 104 positioniert und angepasst sind, um die freien Kanten jeder Bodenwandfläche 24, 26 aufzunehmen. Die vertikale Bewegung der Schachtel wird durch einen in den Fig. 9 und 11 gezeigten Druckgurt 119 minimiert, der oberhalb der Endloskettensätze positioniert und angepasst ist, um einen nach unten gerichteten Druck auf die Griffstruktur auszuüben. Es wird beabsichtigt, dass der Druckgurt bei einigen Ausführungsformen durch feste Führungen oder ggf. vertikal befestigte Endlosketten- und Nasensätze ersetzt werden kann.
Sobald die Schachteln mit Gegenständen beladen worden sind, werden diese durch die Gegenstandsfördereinrichtung und/oder den Druckgurt 119 zu einem weiteren Satz von Endlosketten mit Seitennasen 120, 122 übertragen, die verwendet werden, um die Schachtel zu dem Ausfuhrende der in Fig. 10 gezeigten Maschine zu übertragen.
Während dieser Stufe werden die Bodenwandflächen 24, 26 um die Unterseite der Schachtel gefaltet und durch einen bekannten Verschlussmechanismus 124 miteinander verbunden. Optional, und zwar in den Fällen, in denen der Korbtyp-Träger mit Öffnungen bereitgestellt ist, um die Gegenstände aufzunehmen und zu halten, wird ein Faltmechanismus 126 vor dem Aufbau des Bodens bereitgestellt, wie bekannt ist. Ein zweiter Druckgurt 128 ist oberhalb der Griffstruktur bereitgestellt, um eine unerwünschte Aufwärtsbewegung des Trägers zu verhindern. Die fertige Schachtel wird zu dem Ausfuhrende der Maschine übertragen.
Bei der Aufrichtung der Schachtel des Umwickeltyps, die in den Fig. 2a und 2b dargestellt ist, muss die Maschine 10 zuerst eingestellt werden, um Schachteln dieses Typs aufzunehmen. Folglich sind das Paar von abwärts geneigten Kettensätzen 102, 104 und die Tische 112, 114 auf Plattformen befestigt, die sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene durch rechnergesteuerte Servomotoren 130 eingestellt werden können. Entsprechend sind der erste und zweite Druckgurt 119, 128 auch auf Einheiten 132, 134 befestigt, die in einer vertikalen Ebene durch rechnergesteuerte Servomotoren 136, 138 eingestellt werden können.
Um die Maschine so zu modifizieren, dass sie die in den Fig. 13 und 14 gezeigten Schachteln des Umwickeltyps aufnimmt, werden die abwärts geneigten Kettensätze auseinander bewegt, um die Weite zwischen den Kettensätzen 102, 104 und einem zweiten Magazin 140 und einem in Verwendungsposition gebrachten Vakuumdrehaufgeber 142 durch geeignete Steuermittel zu vergrößern. Das Magazin 142 fasst eine Vielzahl von in Fig. 2 dargestellten Schachtelzuschnitten 30, die für die Verarbeitung bereit gehalten werden. Die Zuschnitte 30 werden dann sequentiell durch den Vakuumdrehaufgeber 142 entnommen. Der Vakuumaufgeber 142 ist horizontal befestigt und entspricht im Aufbau dem vorstehend dargestellten Aufgeber. Ein Zuschnitt wird aus dem Magazin 140 entnommen und einzeln den Papiervorschubkettensätzen 102, 104 zugeführt, so dass die Bodenwandflächen 32 und 40 und die Seitenwandflächen 34, 38 gehalten werden. Die Schachtel wird durch die Endlosketten 102, 104 und Führungsstifte 110 zu der Aufrichtstation übertragen. Die Kette ist abwärts geneigt, so dass die Schachtel während der Vorwärtsbewegung einer Gruppe von Gegenständen von oben, wie in Fig. 13 dargestellt, zugeführt werden kann. Es ist oft der Fall, dass der Neigungswinkel für unterschiedliche Schachtelarten unterschiedlich ausfällt. Die Kettensätze 102, 104 und die Tische 112, 114 können daher vertikal eingestellt werden, um den Neigungswinkel durch geeignete Steuermittel zu verändern.
Die Gegenstände werden der Ladestation 100 durch die Gegenstandsfördereinrichtung auf die gleiche Art und Weise wie vorstehend beschrieben zugeführt.
Bei der Ladestation 100 werden obere Abschnitte der Gegenstände durch die Öffnungen 42, 44 eingeführt, indem die Schachteln abgesenkt werden. Dies wird durch den ersten Druckgurt 119 erreicht, der in einem mittleren Bereich positioniert ist, um die Deckenwandfläche abzusenken und zu ermöglichen, dass die Halsabschnitte der Gegenstände durch die Öffnungen durchgehen.
Wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, werden die Seitenwandflächen mittels fester Führungen (nicht gezeigt) in eine senkrechte Beziehung zu der Deckenwandfläche gefaltet und die teilweise aufgerichtete Schachtel wird zu dem zweiten Satz von Endlosketten 120, 122 (Fig. 14) übertragen, der die Schachtel zu dem Ausfuhrende der Maschine überträgt. Bei dieser Ausführungsform wird der zweite Druckgurt 128 zu einer Nichtgebrauchsposition angehoben und ggf. wird der zweite Satz von Endlosketten durch Horizontaleinstellungsmittel, die durch Servomotoren (nicht gezeigt) gesteuert und angetrieben werden, auseinander bewegt oder näher zusammengebracht. Der Boden wird aufgebaut und ggf. wird eine Gegenstandsrückhalteeinrichtung durch das gleiche Verfahren wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Somit wird die Schachtel gesichert, um die Verpackungsoperation zu vervollständigen.
Die Steuermittel können ein speziell entwickelter Prozessor oder Steuermittel für eine Verpackungsmaschine sein, mit der die Vorrichtung der Erfindung verwendet wird. Alternativ können die Steuermittel vorzugsweise ein bekanntes programmierbares Servosteuersystem sein.
Durch Vorprogrammieren des Steuersystems können die Einstellungen für die Maschine, die nötig sind, um vom Verpacken eines Schachteltyps zu einem anderen Schachteltyp zu wechseln, voreingestellt werden. Folglich wird die Summe an Stillstandzeit verringert, wenn Schachteltypen oder -ausführungen ausgetauscht werden. Erfindungsgemäß wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung sowie deren Effizienz und Lebensdauer verbessert. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Flexibilität, die das System bietet.
Während die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform das Laden von Flaschen in Schachteln betrifft, lässt sich erkennen, dass die Erfindung nicht auf Schachteln für Flaschen beschränkt ist. Die Erfindung kann mit Maschinen zum Verpacken von Dosen, Pappe-"Ziegeln" ("bricks") und anderen Behältern in Schachteln verwendet werden.
Während die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform als ein Teil einer Maschine zum Laden von Behältern in vertikal beladene Schachteln des Korbtyps gezeigt ist, ist die Erfindung ferner nicht auf Schachteln dieses Typs beschränkt. Der Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung mit Schachteln des Umwickeltyps oder stirnseitig zu befüllenden Schachteln verwendet werden kann.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Schachtelaufrichtungsmechanismus der Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform dargestellt worden ist und dass zahlreiche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind. Der Schachtelaufrichtungsmechanismus ist in der Lage, Schachteln zu verarbeiten, die zahlreichen Konfigurationen von Gegenstandsgruppen umfassen, die einen Bereich von Schachtelgröße und -form, z. B. vier, sechs, acht und zwölf Flaschen, abdecken, ohne dass unnötige Zeit beim Einstellen des Mechanismus verbracht wird.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen und Fördern von Schachteln zu einer Gegenstandsladestation in einer Verpackungsmaschine (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung selektiv bedienbare Zuführmittel (46, 47) umfasst, wobei erste Zuführmittel (46) angepasst sind, um Schachteln aus einem ersten Spender (54) sequentiell zu liefern, und zweite Zuführmittel (47) angepasst sind, um Schachteln unterschiedlicher Größe oder Art aus einem zweiten Spender (140) sequentiell zu liefern, sowie Ortungsmittel, die mit den ersten und zweiten Zuführmitteln zusammenwirken, um die Schachteln an einer festgelegten Stelle relativ zu Fördermitteln zu halten, wobei die Schachteln von den Fördermitteln stromabwärts zu der Ladestation bewegt werden, um beladen zu werden, indem jede der Schachteln auf wenigstens einen zu verpackenden Gegenstand herabgesenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ortungsmittel ein Paar von Blöcken (226) umfassen, die an einer ersten bzw. zweiten Endloskette (216, 218) befestigt sind, wobei jeder Block einen Mitnehmer (224) einschließt, der aus einer Bodenfläche des Blocks vorsteht, und wobei die Mitnehmer angepasst sind, um gegenüberliegende äußere Wandflächen der Schachtel an beabstandeten Stellen zwischen Enden und an beabstandeten Stellen zwischen ihren quer verlaufenden Kanten in Eingriff zu nehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ortungsmittel eine Vielzahl gegenüber angeordneter Stifte (110) umfassen, die von den jeweiligen Ketten eines Paares von Endlosketten (102, 104) vorstehen, wobei die Stifte angepasst sind, um gegenüberliegende Wandflächen der Schachtel an beabstandeten Stellen zwischen Enden und an beabstandeten Stellen zwischen den quer verlaufenden Kanten in Eingriff zu nehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Fördermittel ein Paar von Endloskettenführungsbahnen (102, 104) zum Aufnehmen erster und zweiter Endlosketten (102, 104, 216, 218) umfassen, wobei die Führungsbahnen angepasst sind, um korrespondierende Stifte in einer abwärts geneigten Richtung zu führen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Mitnehmer (224) und/oder die Stifte (110) geformt sind, um die Schachtel in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene in Eingriff zu nehmen und/oder zu halten.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Stellmittel bereitgestellt sind, um den Fluss der Gegenstände an dem Zufuhrende zu steuern, wobei die Stellmittel ferner Mittel umfassen, um den Druck der Gegenstände in die Maschine zu steuern, sowie Mittel, um die korrekte Anzahl von Gegenständen für jede Schachtel zu bestimmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mittel zum Steuern des Drucks der Gegenstände ein Zufuhrsternrad (86) umfassen.

8. Verfahren zum kontinuierlichen Zuführen und Fördern von Schachteln unterschiedlicher Größe oder Art zu einer Gegenstandsladestation in einer Verpackungsmaschine, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

(i) das Bewirken, dass Schachteln sequentiell aus einem ersten Spender (54) und einem zweiten Spender (140) auf gemeinsame Fördermittel (102, 104) geliefert werden;

(ii) das Fördern der Schachteln stromabwärts zu einer Ladestation;

(iii) das Beladen der Schachteln durch Absenken jeder der Schachteln auf wenigstens einen zu verpackenden Gegenstand.

9. Verpackungsmaschine zum Verpacken von Gegenständen in Schachteln, die aus wenigstens einer ersten oder einer zweiten Schachtel ausgewählt sind, wobei die erste und zweite Schachtel von unterschiedlicher Art oder Größe sind, wobei die Schachteln in wenigstens einem Magazin (54) aufbewahrt werden und zum Verpacken von einer Schachtel in Eingriff nehmenden Einrichtung (56) aufgenommen werden, die angeordnet ist, um die Schachteln sukzessiv einzeln aus dem wenigstens einen Magazin zu entnehmen und diese sequentiell zu einer ersten vorbestimmten Position zu befördern, von wo aus die Schachteln zu einer Papiervorschubkette übertragen werden, die die Schachteln bis zu einer zweiten vorbestimmten Position trägt, von wo aus die Schachteln den Gegenständen zugeführt werden.

10. Verpackungsmaschine, die die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.