DE102014100946B3

DE102014100946B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von Verpackungseinheiten

Info

Publication number: DE102014100946B3
Application number: DE102014100946.0A
Authority: DE
Inventors: Wilfried EHMER
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: US20160355285A1; WO2015113875A1; EP3099580B1; US10384818B2; EP3099580A1

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden aus Behältern (2) umfassend eine Verschließereinheit (5), an der das Verschließen der Behälter (2) mittels eines Verschließerkopfes (6) erfolgt, durch Aufbringen von Verschlusselementen (3) auf eine Behälteröffnung (2.1) umfassend eine Behälterzuführung (4.1) zur Zuführung unverschlossener Behälter (2) sowie eine Gruppierungsstation (9) zur Bildung von Gebinden aus verschossenen, befüllten Behältern (2), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschließereinheit (5) zumindest eine Appliziereinheit (7) vorgesehen ist, mittels der ein Klebemittelauftrag auf eine Umfangsseite der Wandung des Behälters (2) erfolgt und dass die Gruppierungsstation (9) zur Annäherung mehrerer Behälter (2) derart ausgebildet ist, dass die Behälter (2) über die Klebemittel zu Gebinden verbunden werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden aus Behältern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung von Gebinden aus Behältern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12.
Vorrichtungen und Verfahren zur Bildung von Verpackungseinheiten, im folgenden Gebinde genannt, sind bekannt. Es ist bekannt, mehrere Artikel jeweils zu einer Artikelgruppe zusammen zu fassen oder zu formieren und aus den Artikelgruppen unter Verwendung von Schrumpffolien (z. B. US 7 726 464 B2 ) feste bzw. transportfähige Verpackungseinheiten oder Gebinde herzustellen.
Ferner ist aus der anmeldereigenen Druckschrift DE 10 2011 107 265 A1 bekannt, Behälter untereinander durch auf die Behälterwandung aufgebrachte Klebemittel lösbar zu verbinden und dadurch eine Verpackungseinheit herzustellen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mittels der eine effiziente Applikation von Klebemitteln auf Behälter möglich ist, um durch Verkleben der Behälter untereinander aufwandsminimiert und um damit möglichst kostengünstig Gebinde enthaltend mehrere Behälter bilden zu können. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Einin entsprechendes Verfahren ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 12.
Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern durch Aufbringen von Verschlusselementen auf deren Behälteröffnung. Dabei werden unverschlossene Behälter über eine Behälterzuführung einer Verschließereinheit zugeführt, an der das Verschließen der Behälter mittels eines Verschließerkopfs erfolgt. Im Bereich der Verschließereinheit ist zumindest eine Appliziereinheit vorgesehen, mittels der ein Klebemittelauftrag auf eine Umfangsseite der Wandung des Behälters erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass bereits in der Verschließereinheit die Behälter mit dem Klebemittelauftrag versehen werden, mittels dem mehrere, zu einem Gebinde zusammengefasste Behälter bereits in der Verschließereinheit die Behälter mit dem Klebemittelauftrag versehenwerden, mittels dem mehrere, zu einem Gebinde zusammengefasste Behälter untereinander verklebt werden, und zwar jeweils aneinander angrenzende Behälter durch ein oder mehrere Klebestellen. Durch die Integration des Klebemittelauftrags in die Verschließereinheit wird der Maschinenaufwand wesentlich minimiert, da keine zusätzliche Maschine oder Behandlungsstation für den Klebemittelauftrag nötig ist. Des Weiteren werden auch Vorteile im Hinblick auf die Störanfälligkeit der Gesamtmaschine bzw. Einsparungen bei Umrüstzeiten z. B. bei einem Formatwechsel der zu behandelnden Behälter erreicht.
Bevorzugt weist die Verschließereinheit Mittel zur gesteuerten Drehung des Behälters um seine Behälterhochachse auf. Durch diese Mittel zur gesteuerten Drehung kann eine Ausrichtung des Behälters in eine Solldrehlage erreicht werden. Vorzugsweise sind daher diese Mittel zur gesteuerten Drehung auf der Transportstrecke zwischen der Behälterzuführung und der Appliziereinheit vorgesehen, so dass die Behälter vor Erreichen der Appliziereinheit relativ zu dieser so ausgerichtet sind, dass an einer definierten Stelle ein oder mehrere Klebemittelaufträge erfolgen. Dadurch können die Behälter in einer gewünschten Drehlage untereinander verbunden werden, so dass beispielsweise ein bestimmtes Austattungsmerkmal, beispielsweise ein Aufdruck oder ein Etikettenbereich im Gebinde eine definierte Ausrichtung aufweist. Ferner ist es auch möglich, dass der Behälter mehrfach gesteuert gedreht wird, und zwar derart, dass nach einem ersten Klebemittelauftrag der Behälter erneut gedreht wird, um an einer weiteren vordefinierten Stelle einen Klebemittelauftrag mit einer Appliziereinheit vorzunehmen.
Vorzugsweise erfolgt die gesteuerte Drehung des Behälters um die Behälterhochachse durch den Verschließerkopf. Ein zur Aufbringung eines Schraubverschlusses ausgebildeter Verschließerkopf weist vorzugsweise ein drehbar angetriebenes Wirkelement auf, um ein Aufschrauben des Verschlusses auf die Behälteröffnung zu bewirken. Mittels dieses Wirkelementes kann vorzugsweise auch die Ausrichtung des Behälters in eine Solldrehlage erfolgen. Dabei wird vorzugsweise nach dem Verschließen des Behälters der Verschließerkopf auf dem Behälter bzw. dem darauf aufgebrachten Verschlusselement aufgesetzt oder aufgesetzt gehalten und durch gesteuerten Antrieb des Wirkelementes der Behälter aus der Istdrehlage in die Solldrehlage gedreht. Vorteilhafterweise wird damit der Verschließerkopf neben dem Verschließen zusätzlich zum Verdrehen des Behälters in die Solldrehlage verwendet.
Alternativ kann die gesteuerte Drehung des Behälters um die Behälterhochachse durch eine Drehung einer Anlage- und/oder Aufstellfläche, gegenüber der der Behälter anliegt und/oder aufsteht, erfolgen. Insbesondere kann die Anlage- und/oder Aufstellfläche ein Standteller sein, auf dem der Behälter mit seinem Behälterboden aufsteht. Auch sind Antriebsmittel denkbar, die umfangsseitig gegen die Behälterwandung anliegen und eine gesteuerte Verdrehung des Behälters um dessen Behälterhochachse bewirken können.
Vorzugsweise ist im Bereich der Verschließereinheit oder stromaufwärts vor der Verschließereinheit eine Sensoreinheit zur Erfassung einer Ist-Drehlage des Behälters angeordnet. Mittels dieser Sensoreinheit ist beispielsweise eine Markierung, ein Ausstattungsmerkmal oder eine andere Kennzeichnung des Behälters erfassbar, um die aktuelle Drehlage (Ist-Drehlage) des Behälters zu ermitteln. Die Sensoreinheit kann insbesondere eine optische Erfassungseinheit sein, mittels der die Markierung, das Ausstattungsmerkmal o. ä. erfassbar ist. Alternativ sind auch andere Erfassungseinheiten möglich, die eine Bestimmung der Ist-Drehlage des Behälters ermöglichen, beispielsweise eine Konturerfassungseinheit.
Weiterhin vorzugsweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zum Empfang von Informationen bezüglich der Ist-Drehlage des Behälters ausgebildet ist und mit den Mitteln zur Drehung des Behälters derart zusammenwirkt, dass eine Drehung des Behälters aus der Ist-Drehlage in eine Soll-Drehlage erfolgt. Die Steuereinheit kann fußend auf der Ist-Drehlage und der Soll-Drehlage zur Ermittlung eines Drehwinkels ausgebildet sein, um den der Behälter um seine Behälterhochachse zu verdrehen ist. Ferner ist die Steuereinheit beispielsweise mit den Mitteln zur Drehung des Behälters derart gekoppelt bzw. diese Mittel werden durch die Steuereinheit derart gesteuert, dass eine Drehung aus der Ist-Drehlage in die Soll-Drehlage erfolgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Mittel zur Drehung des Behälters einen Drehwinkelsensor auf. Dieser Drehwinkelsensor kann beispielsweise ein Inkrementalsensor sein. Der Drehwinkelsensor ist vorzugsweise mit einem die Drehung des Behälters bewirkenden Wirkelement gekoppelt und kann beispielsweise zur Bestimmung des Drehwinkels, um den der Behälter durch das Wirkelement gedreht wird, verwendet werden. Dadurch lässt sich eine gesteuerte Drehung des Behälters im Zusammenwirken mit der Steuereinheit erreichen.
Bevorzugt weist die Verschließereinheit ein umlaufend, insbesondere kontinuierlich oder intermittierend antreibbares Transportelement zum Transport der Behälter von der Behälterzuführung zu einer Behälterabgabe auf. Beispielsweise werden die Behälter an der Behälterzuführung einem Behälterträger oder einer Behälterhalterung übergeben, der mit dem bewegten Transportelement verbunden ist, so dass die Behälter mit dem Transportelement mitbewegt werden und zwar bis zur Behälterabgabe, an der die Entnahme der Behälter aus der Verschließereinheit, beispielsweise durch einen Auslaufstern erfolgt. Vorzugsweise weist die Verschließereinheit eine Vielzahl von mit dem Transportelement mitbewegten Verschließstationen auf, die jeweils einen Behälterträger oder eine Behälterhalterung und einen diesem Behälterträger oder dieser Behälterhalterung zugeordneten Verschließerkopf aufweisen, so dass während des Transportes das Verschließen der Behälter erfolgen kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Transportelement ein um eine Maschinenhochachse drehbarer Rotor oder ein Linearförderer.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrreihigen Gebinden aus Behältern umfassend zumindest eine Verschließeinheit, in der befüllte Behälter mittels eines Verschließkopfs verschlossen werden sowie eine Gruppierungsstation zur Bildung von Gebinden aus verschlossenen, befüllten Behältern. Im Bereich der Verschließereinheit ist zumindest eine Appliziereinheit vorgesehen, mittels der ein Klebemittelauftrag auf eine Umfangsseite der Wandung der Behälter erfolgt. Die Gruppierungsstation ist zur Annäherung mehrerer Behälter derart ausgebildet, dass die Behälter über die Klebemittel zu Gebinden verbunden werden.
Bevorzugt umfasst die Gruppierungsstation eine Verdichterstation oder Verdichterstrecke, auf der Gruppen von Behältern zumindest zeitweise zum Verbinden der Behälter untereinander durch die Klebemittel zusammengepresst werden.
Weiterhin können im Bereich der Verdichterstation oder Verdichterstrecke und/oder in Transportrichtung nach der Verdichterstation oder Verdichterstrecke Mittel zum Aushärten der Klebemittel vorgesehen sein. Die Mittel zum Aushärten der Klebemittel können insbesondere UV-Lampen sein, mittels denen ein UV-härtendes Klebemittel aushärtbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Gebinden aus Behältern, wobei befüllte Behälter einer Verschließeinheit zugeführt werden, an der ein Verschließen des jeweiligen Behälters mittels eines Verschließelements erfolgt, wobei mehrere Behälter nach dem Verschließen zu einer Behältergruppe zusammengefasst und anschließend zu einem Gebinde verarbeitet werden. Im Bereich der Verschließereinheit wird dabei ein Klebemittel auf eine Umfangsseite der Wandung des Behälters aufgetragen. Anschließend werden mehrere, den Klebemittelauftrag aufweisende Behälter derart aneinander angenähert werden, dass die Behälter über die Klebemittel zu Gebinden verbunden werden.
Vorzugsweise erfolgt in zeitlich aufeinanderfolgenden, insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgenden Schritten auf der Transportstrecke innerhalb der Verschließereinheit das Verschließen des Behälters, ein Drehen des Behälters in eine Soll-Drehlage und der Klebemittelauftrag durch die Appliziereinheit.
Alternativ erfolgt in zeitlich aufeinanderfolgenden, insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgenden Schritten auf einer Transportstrecke innerhalb der Verschließereinheit das Drehen des Behälters in die Soll-Drehlage, der Klebemittelauftrag durch die Appliziereinheit und das Verschließen des Behälters.
Behälter im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Flaschen, Dosen, Tuben, Pouches, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, also zum Beispiel auch PET-Flaschen, aber auch andere Packmittel, insbesondere solche, die zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind.
„Haft- oder Klebemittel” in Sinne der Erfindung sind u. a. alle Materialien oder Massen, mit denen eine Klebeverbindung zwischen Behältern möglich ist, insbesondere Verbindungen, Materialien oder Massen, die im flüssigen oder zähflüssigen Zustand aufgebracht einen selbstklebenden Auftrag bilden und/oder unter Anwendung von Druck und/oder durch Energieeintrag und/oder nach einem Aushärten oder Vernetzen (auch durch Energieeintrag) eine Klebeverbindung bewirken. „Haft- oder Klebemittel” in Sinne der Erfindung sind u. a. auch Mehrschichtmaterialien, z. B. solche aus wenigstens einem Trägermaterial, welches mit einem Material beschichtet ist, mit dem eine Klebeverbindung zwischen Behältern möglich ist, also mindestens zweiseitig haftend- und/oder klebend aktiv sind. Solche Haft- oder Klebemittel können als Pads bezeichnet werden. Ein „klebender” Behälter weist im Sinne der Erfindung Haft- oder Klebemittel auf, bzw. ist mit einem Haft- und Klebemittelauftrag versehen. Das Haft- oder Klebemittel ist bevorzugt derart gewählt, dass die Behälter händisch und zerstörungsfrei aus dem Gebinde lösbar bzw. voneinander trennbar sind. Denkbar ist, dass flüssiges Klebemittel von den Auftragselementen aufgetragen wird. Möglich ist auch, dass ein niedrigviskoser UV-aushärtender Klebstoff aufgetragen wird. Geeignet wäre auch ein Heizleim, welcher jedoch sehr schnell abkühlt, und so eventuell seine Klebeigenschaften aufgeben könnte, bevor die Behälter des Gebindes hinreichend miteinander verklebt sind. Ein UV-aushärtender Klebstoff ist auch vorteilhaft hinsichtlich der besonders leichten Einstellung seiner gewünschten Eigenschaften. Eine entsprechende Aushärtestation bzw. eine Aushärtestrecke ist vorzugsweise stromab der Auftragselemente stationär oder entlang des Lineartransporteurs oberhalb bzw. gegebenenfalls auch unterhalb vorgesehen. Eine Aushärtestation kann zum Beispiel ein Tunnel mit UV-Ausleuchtung sein. Die Aushärtestation ist bevorzugt stromab der Verschließvorrichtung, bevorzugt an dem Lineartransporteur angeordnet.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 beispielhaft ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern in einer Seitenansicht;
2 beispielhaft ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden aus Behältern in einer schematischen Draufsicht;
3 beispielhaft ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern in einer schematischen Seitenansicht;
4 beispielhaft ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden aus Behältern in einer schematischen Draufsicht;
5a beispielshaft ein schematisches Verfahrensdiagramm zur Einbindung einer erfindungsgemäßen Verschließvorrichtung in den Abfüll- und Gebindeherstellungsprozess gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
5b beispielshaft ein schematisches Verfahrensdiagramm zur Einbindung einer erfindungsgemäßen Verschließvorrichtung in den Abfüll- und Gebindeherstellungsprozess gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Dargestellt ist in der 1 eine Verschließereinheit 5 zum Verschließen von Behältern 2 mittels Verschlusselementen 3, insbesondere mit Schraubverschlüssen. Die Verschließereinheit 5 weist auf eine Behälterzuführung 4.1 auf, die insbesondere durch einen Einlaufstern gebildet ist und mittels der befüllte, an ihrer Behälteröffnung 2.1 noch offene Behälter 2 der Verschließereinheit 5 gemäß deren Maschinenteilung zugeführt werden. Die Verschließereinheit 5 weist ein Transportelement 5.1 auf, das beispielsweise durch einen um eine Maschinenhochachse MHA umlaufend angetriebenen, insbesondere kontinuierlich oder intermittierend angetriebenen Rotor gebildet wird. Alternativ kann das Transportelement 5.1 ein Transportband oder eine Transportkette, beispielsweise ein Linearförderer sein. Mittels des Transportelements 5.1 werden die zu verschließenden Behälter 2 entlang einer Transportstrecke transportiert und während dieses Transportes, d. h. während der Bewegung des Behälters verschlossen. Alternativ ist ein intermittierender Betrieb möglich, d. h. das Verschließen des Behälters 2 erfolgt während einer Stillstandsphase des Transportelements 5.1. Dabei ist im Bereich des Transportelements 5.1 zumindest ein Verschließerkopf 6 vorgesehen, dem beispielsweise über eine Verschlusselementzuführung 5.2 Verschlusselemente 3 zugeführt werden. Die zugeführten Verschlusselemente 3 werden anschließend auf die Behälter 2 mittels des Verschließerkopfs 6 aufgebracht. Abhängig vom verwendeten Verschließmechanismus werden die Verschlusselemente 3 beispielsweise aufgeschraubt oder verformt. Auch andere Verschließmechanismen sind grundsätzlich möglich.
Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Verschließerköpfen 6 an der Verschließereinheit 5 vorgesehen, die synchron mit dem Transportelement 5.1 bewegt werden. Wie insbesondere in 1 ersichtlich, können an der Verschließereinheit 5 mehrere Verschließstationen, die insbesondere aus einem Behälterträger bzw. einer Behälterhalterung und einem Verschließerkopf 6 gebildet werden, vorgesehen sein, wobei die Verschließstationen beispielsweise an einem umlaufend, insbesondere kontinuierlich umlaufend angetriebenen Rotor vorgesehen sind. Die Behälterträger bzw. die Behälterhalterung an den Verschließstationen können durch jegliche für diesen Einsatzzweck geeignete Mittel, insbesondere durch einen Neckringhalter, durch eine Behälteraufstellfläche bzw. einen Standteller gebildet werden. Ebenfalls ist es möglich, dass der Behälterträger bzw. die Behälterhalterung in den Verschließerkopf 6 integriert ist. Beispielsweise kann am unteren freien Ende des Verschließerkopfs 6 ein Neckringgreifer vorgesehen sein.
Nach der Übergabe der Behälter 2 an die Verschließereinheit 5 werden damit die Behälter 2 zusammen mit den Verschließerköpfen 6 von der Behälterzuführung 4.1 zu einer Behälterabgabe 4.2 bewegt und dabei an ihrer Behälteröffnung 2.1 verschlossen. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann im Bereich der Transportstrecke zwischen der Behälterzuführung 4.1 und der Behälterabgabe 4.2 eine Appliziereinheit 7 vorgesehen sein, mittels der ein Klebemittelauftrag auf die Behälter 2 bewirkt wird. Die Appliziereinheit 7 ist hierbei vorzugsweise stationär im Bereich der Transportstrecke vorgesehen, auf der die Behälter 2 durch das Transportelement 5.1 bewegt werden, so dass die Behälter 2 durch dieses Transportelement 5.1 derart an die Appliziereinheit 7 angenähert werden, dass ein Klebemittelauftrag möglich ist. Die Appliziereinheiten 7 können insbesondere zur Ausbringung eines flüssigen oder zähflüssigen Klebematerials, beispielsweise eines Heißklebers, eines UV-härtenden Klebers oder aber auch von Klebe-Pads ausgebildet sein. Der Klebemittelauftrag kann hierbei in Transportrichtung gesehen vor dem Verschließen des Behälters 2 oder aber auch nach dem Verschließen desselben erfolgen. Ferner kann der Klebemittelauftrag an einer oder mehreren Stellen auf dem Behälter 2 erfolgen. Insbesondere können auch mehrere Klebemittelaufträge umfangsseitig verteilt auf dem Behälter 2 erfolgen, beispielsweise zwei um 90° oder im wesentlichen 90° zueinander versetzte Klebemittelaufträge, so dass der Behälter 2 mit mehreren im Gebinde angrenzenden Behältern 2 verbunden werden kann. Hierzu können an der Verschließereinheit 5 mehrere Appliziereinheiten 7 vorgesehen sein, die nach Drehung des Behälters 2 um dessen Behälterhochachse BHA unterschiedlich platzierte, insbesondere mehrere umfangsseitig winkelversetzte Klebemittelaufträge bewirken.
2 zeigt eine Vorrichtung 20 zur Herstellung von mehrreihigen Gebinden aus Behältern 2 durch Verkleben der Behälter 2 untereinander, die Verschließvorrichtungen 1 gemäß der zuvor beschriebenen 1 aufweisen. Die Vorrichtung ist spiegelsymmetrisch oder im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer in 2 horizontal verlaufenden Mittelebene ME ausgebildet und weist zwei gegenläufig arbeitende Verarbeitungsbereiche 20.1, 20.2 auf. Im Folgenden wird lediglich der Aufbau bzw. die Funktionsweise des ersten Verarbeitungsbereichs 20.1 geschrieben, wobei selbiges in analoger Weise für den zweiten Verarbeitungsbereich 20.2 gilt.
Die an ihrer Behälteröffnung 2.1 offenen Behälter 2 werden stehend in einer Transportrichtung TR über einen Transporteur einem Einlaufstern 11 zugeführt, mittels dem die Weitergabe der Behälter 2 zu der Verschließereinheit 5 bewirkt wird. Die Behälter 2 werden anschließend durch die Verschließereinheit 5 zu dem Auslaufstern 12 bewegt, der die Behälter 2 geeignet übernimmt und an eine Gruppierungsstation 9 weiterleitet.
Im Detail erfolgt im Bereich der Verschließereinheit 5 zwischen der durch den Einlaufstern 11 bewirkten Behälterzuführung und der durch den Auslaufstern 12 bewirkten Behälterabgabe sowohl das Verschließen der Behälter 2 im Bereich ihrer Behälteröffnung 2.1 mit dem Verschlusselement als auch zumindest ein Klebemittelauftrag mittels der Appliziereinheit 7. Beispielsweise kann in einem auf die Behälterzuführung unmittelbar folgenden Teilbereich der Transportstrecke zunächst der Behälter 2 verschlossen und anschließend in einem weiteren, nachfolgenden Bereich der Transportstrecke der Klebemittelauftrag erfolgen. Alternativ ist es möglich, dass zunächst unmittelbar auf die Behälterzuführung folgend der Klebemittelauftrag mittels der Appliziereinheit 7 und in dem darauf folgenden, anschließenden Bereich der Transportstrecke erst das Verschließen des Behälters 2 erfolgt.
Um insbesondere zu erreichen, dass bestimmte Bereiche der Behälteraußenfläche oder Ausstattungsmerkmale, insbesondere bei etikettierten Behältern 2 bestimmte Etikettenbereiche oder bei direktbedruckten Behältern 2 bestimmte Druckbildbereiche eine definierte Lage innerhalb des nachfolgend gebildeten Gebindes einnehmen, ist es vonnöten, dass die Behälter vor dem Klebemittelauftrag eine definierte Drehlage, nachfolgend Soll-Drehlage genannt relativ zur Appliziereinheit 7 einnehmen. Hierzu ist es ferner vonnöten, die Ist-Drehlage des Behälters 2 vor dem Klebemittelauftrag zu ermitteln und den Behälter 2 um dessen Behälterhochachse BHA derart zu verdrehen, dass dieser aus dieser Ist-Drehlage in die Soll-Drehlage verdreht wird. Zur Ermittlung der Ist-Drehlage kann im Bereich der Verschließereinheit 5 eine Sensoreinheit 8 vorgesehen sein, mittels der die Ist-Drehlage des Behälters 2 erfassbar ist. Diese Sensoreinheit 8 kann beispielsweise durch ein optisches Erfassungssystem zur Erfassung bestimmter Ausstattungsmerkmale oder Markierungen gebildet werden. Alternativ sind auch Sensoreinheiten zur Erfassung anderer behälterspezifischer Merkmale, beispielsweise Konturen oder Kennungen möglich.
Nach der Erfassung der Ist-Drehlage kann diese mittels einer Steuereinrichtung mit der gewünschten Soll-Drehlage verglichen und daraus ein Drehwinkel abgeleitet bzw. berechnet werden. Anschließend erfolgt die Drehung des Behälters 2 aus der Ist-Drehlage in die Soll-Drehlage durch Verdrehung des Behälters 2 um den berechneten oder ermittelten Drehwinkel. Der Betrag des Drehwinkels bei der Verdrehung des Behälters 2 kann mittels einer winkelbestimmenden Sensoreinheit, beispielsweise einem Inkrementalgeber erfasst und damit die Drehung des Behälters 2 gesteuert werden. Nach der gesteuerten Drehung kann anschließend der Klebemittelauftrag mittels der Appliziereinheit 7 erfolgen.
Wie in 2 gezeigt können im Bereich der Verschließereinheit 5 mehrere Appliziereinheiten 7, insbesondere an unterschiedlichen Positionen entlang der Transportstrecke vorgesehen sein. So kann beispielsweise eine erste Appliziereinheit 7 einen Klebemittelauftrag an einer ersten Drehposition bewirken und eine zweite Appliziereinheit 7 einen weiteren Klebemittelauftrag an einer weiteren Drehposition, beispielsweise an einer um einen festen Winkelbetrag, beispielsweise um 90° zur ersten Drehposition versetzten Drehposition. Des Weiteren können mehrere Appliziereinheiten 7 in einer Richtung parallel zur Behälterhochachse BHA übereinander angeordnet an der Verschließereinheit 5 vorgesehen sein. Dadurch können an einer festen Drehposition mehrere Klebemittelaufträge übereinander, beispielsweise ein oberer und ein unterer Klebemittelauftrag, angebracht werden, damit die Behälter 2 untereinander stabil verbindbar sind.
Die Drehung der Behälter 2 zur lagegenauen Platzierung des Klebemittelauftrags bzw. der Klebemittelaufträge kann durch geeignete Drehmittel im Bereich der Transportstrecke der Behälter 2 zwischen der Behälterzuführung an die Verschließereinheit 5 und der Appliziereinheit 7 erfolgen. Insbesondere werden die Drehmittel durch den jeweiligen Verschließkopf 6 gebildet, der vorzugsweise mit dem jeweiligen Behälter 2 mitbewegt wird und auf den betreffenden Behälter 2 zum Verschließen einwirkt. Vorzugsweise weist der Verschließkopf 6 ein rotativ angetriebenes Wirkelement auf, mittels dem das Verschlusselement 3 auf die Behälteröffnung aufgeschraubt wird. Dieses rotativ angetriebene Wirkelement kann beispielsweise auch dazu verwendet werden, dass der Behälter 2 insgesamt in die Soll-Drehlage gedreht wird, so dass der Klebemittelauftrag an der gewünschten Stelle erfolgen kann. Dabei kann der Verschließkopf 6 mit seinem rotativ angetriebenen Wirkelement auf die Mündung des Behälters 2 (Drehung des unverschlossenen Behälters 2) bzw. ein darauf bereits aufgeschraubtes Verschlusselement 3 (Drehung des verschlossenen Behälters 2) aufgebracht werden, so dass durch eine gesteuerte Drehung des Wirkelements eine Drehung des Behälters 2 um die Behälterhochachse BHA erreicht wird. Hierzu kann insbesondere ein Entlasten des Behälters 2 beispielsweise durch leichtes Abheben des Verschließkopfs 6 und/oder bodenseitiges Anheben des Behälters 2 erfolgen, um ein erleichtertes Drehen desselben zu ermöglichen. Eine weitere Alternative zur gesteuerten Drehung des Behälters besteht darin, dass der Behälter 2 gegenüber einem gesteuert drehbaren bzw. bewegbaren Wirkelement umfangsseitig zumindest teilweise anliegt und/oder der Behälter 2 auf einem gesteuert drehbaren Standteller aufsteht. Damit kann ebenso eine Drehung des Behälters 2 erreicht werden, und zwar im verschlossenen oder unverschlossenen Zustand.
Unabhängig vom verwendeten Mittel zur Bewirkung der Drehbewegung wird der Behälter 2 sensorüberwacht so lange gedreht, bis die Soll-Drehlage erreicht ist. Diese Drehung muss spätestens zu dem Zeitpunkt abgeschlossen sein, an dem der gedrehte Behälter 2 aufgrund der Fortbewegung durch das Transportelement 5.1 die Appliziereinheit 7 erreicht hat. Dort erfolgt dann der Klebeauftrag auf den Behälter 2. Für den Fall, dass mehrere Klebemittelaufträge erfolgen, kann auf der Transportstrecke zwischen einer ersten Appliziereinheit 7 und einer zweiten Appliziereinheit 7 ein weiteres gesteuertes Drehen des Behälters 2 erfolgen, so dass der weitere Klebemittelauftrag auf einer unterschiedlichen Position, insbesondere an einer um 90° verdrehten Position erfolgt. Dadurch können Behälter 2 in mehrreihigen Gebinden angeordnet werden, wobei die Behälter 2 einer Reihe sowie die jeweils einander in unterschiedlichen Reihen gegenüberliegenden Behälter 2 klebend miteinander verbunden sind. Auch können die Appliziereinheiten 7 auf einem Teilbereich der Transportstrecke mitbewegbar ausgebildet sein.
In der Gruppierungsstation 9 werden die mit dem noch feuchten oder aktivierbaren Klebemittelauftrag versehenen Behälter 2 vorzugsweise während deren kontinuierlichen Weiterbewegung, beispielsweise auf einem Linearförderer, zur Bildung der Gebinde gruppiert. Dabei werden die Behälter 2 derart aneinander angenähert, dass die Klebemittelaufträge eine Klebeverbindung zwischen angrenzenden Behältern 2 herstellen. Insbesondere kann auch eine Verdichterstation 10 vorgesehen sein, die von den gruppierten Behältern 2 durchlaufen wird. In dieser Verdichterstation 10 werden die Behälter 2 derart aneinandergedrückt bzw. – gepresst, dass eine feste Verbindung zwischen den über die Klebemittel miteinander verbundenen Behältern 2 entstehen kann. Ferner können im Bereich der Gruppierungsstation 9 und/oder der Verdichterstation 10 Mittel zur Aushärtung und/oder Vernetzung der Klebemittel vorgesehen sein. Diese Mittel können bei Verwendung eines unter UV-Lichteinstrahlung aushärtenden Klebemittels eine UV-Lampe bzw. eine Anordnung von UV-Lampen, beispielsweise in einem Aushärtetunnel sein. Alternativ sind auch andere Aushärtemittel denkbar, beispielsweise solche, die eine Aushärtung des Klebers durch thermische Energie bewirken.
Ferner kann in Bereich der Gruppierungsstation 9 eine Griffeinlage zwischen die Behälter 2 eingebracht werden. Alternativ ist es möglich, dass nach der Aushärtung der Klebemittel schlaufenförmige Griffbänder oder Greifmittel an den Gebinden angebracht werden. Die somit gebildeten Gebinde können anschließend geeignet abgeführt und palettiert werden.
Durch die in 2 gezeigte Vorrichtung, bei der im Parallelbetrieb durch mehrere Verschließereinheiten 5 ein Verschließen der Behälter 2 bzw. der jeweilige Klebemittelauftrag auf diese Behälter 2 erfolgt, können in optimierter Weise mehrreihige Gebinde erzeugt werden, da jede Verschließereinheit 5 jeweils eine Reihe von Behältern 2 für die Gebinde bereitstellt, die anschließend gruppiert und damit zu Gebinden verarbeitet werden. Dadurch ist insbesondere eine lagegenaue Zusammenführung der Behälter 2 derart möglich, dass die Behälter 2 mit den Bereichen, an denen die Klebemittel aufgebracht sind, angenähert bzw. zusammengepresst und dabei klebend verbunden werden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verschließereinheit 5. Die Verschließereinheit weist eine Vielzahl von Verschließköpfen 6 auf, die an einem um eine Maschinenhochachse MHA angetriebenen Maschinenelement gehalten sind. Des Weiteren weist die Verschließereinheit 5 mehrere als Behälterträger ausgebildete Standteller 5.3 auf, auf die die Behälter 2 stehend aufgebracht bzw. aufgestellt werden. Die Standteller 5.3, von denen in 3 lediglich einige schematisch dargestellt sind, sind jeweils einem Verschließkopf 6 zugeordnet und laufen vorzugsweise synchron mit den Verschließköpfen 6 um. Ein an der Behälterzuführung 4.1 zugeführter Behälter 2 wird auf einem Behälterträger angeordnet und vorzugsweise kontinuierlich durch diesen mitbewegt, bis dieser an der Behälterabgabe 4.2 entnommen wird. Auf der Transportstrecke zwischen der Behälterzuführung 4.1 und Behälterabgabe 4.2 erfolgt wiederum die Klebemittelapplikation. Hierzu sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Appliziereinheiten 7 übereinander vorgesehen, die über eine Versorgungsleitung mit einem Klebemittelvorrat 13 verbunden sind. Durch eine Verschlusselementzuführung 5.2 werden Verschlusselemente 3 den jeweiligen Verschließköpfen 6 zugeführt, die während der Bewegung der Behälter 2 auf einem ersten Teilbereich der Transportstrecke in der Verschließereinheit 5 aufgebracht werden. Dabei wird durch eine Kurvensteuerung 14 gesteuert der über dem jeweiligen Behälter 2 befindliche Verschließkopf 6 auf die Behältermündung abgesenkt und dabei das Verschlusselement 3 auf die Behälteröffnung 2.1 aufgebracht, vorzugsweise aufgeschraubt.
Während der weiteren Fortbewegung des jeweiligen Behälters 2 kann ein Verdrehen desselben in die Soll-Drehlage erfolgen. Diese gesteuerte Drehung kann durch den Verschließkopf 6 oder den Standteller 5.3 bewirkt werden. Hierzu kann beispielsweise der Verschließkopf 6 durch die Kurvensteuerung 14 gesteuert leicht vom Behälter 2 abgehoben werden, um die Klemmung desselben zu reduzieren und damit ein leichteres Verdrehen zu ermöglichen. Nach Erreichen der Soll-Drehlage erfolgt beim Passieren der zumindest einen Appliziereinheit 7 der Klebemittelauftrag. Zuletzt erfolgt durch die Kurvensteuerung 14 ein Abheben des Verschließkopfs 6 vom Behälter 2 und die Entnahme vom Behälterträger an der Behälterabgabe 4.2.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gebindeherstellungsvorrichtung 20 ähnlich 2. Der wesentliche Unterschied des hier gezeigten Ausführungsbeispiels im Vergleich zu 2 besteht darin, dass vor den Verschließereinheiten 5 jeweils eine Ausrichteinheit 15, insbesondere ein Ausrichtstern vorgesehen ist, mittels dem ein Ausrichten der Behälter 2 in eine Soll-Drehlage vor der Verschließereinheit 5 erfolgt. Dazu ist im Bereich der Ausrichteinheit 15 eine Sensoreinheit 8 vorgesehen, mittels der die Ist-Drehlage des Behälters 2 erfassbar ist. Diese Sensoreinheit 8 kann beispielsweise durch ein optisches Erfassungssystem zur Erfassung bestimmter Ausstattungsmerkmale oder Markierungen gebildet werden. Nach der Erfassung der Ist-Drehlage werden Ist-Daten an eine Steuereinheit übertragen und mit abgelegten Soll-Daten verglichen, um den Winkel zu bestimmen, um den der Behälter 2 zu verdrehen ist. Anschließend werden die Behälter 2 gesteuert im Bereich der Ausrichteinheit 15 auf die Soll-Drehlage verdreht, beispielsweise durch Drehung der Aufstellfläche, auf denen der Behälter 2 aufsteht (Drehteller) oder durch Drehung über ein geeignetes Wirkelement an der Behältermündung. Alternativ kann auch im Bereich der Ausrichteinheit 15 lediglich eine Erfassung der Ist-Drehlage über die Sensoreinheit 8 und die Verdrehung in die Soll-Drehlage erst im Bereich der Verschließereinheit 5 erfolgen. Für den Fall, dass die Verdrehung bereits in der Ausrichteinheit 15 erfolgt muss sichergestellt sein, dass der Behälter auf der weiteren Transportstrecke bis zur Appliziereinheit 7 in dieser Solldrehlage verbleibt. Der übrige Aufbau der Gebindeherstellungsvorrichtung 20 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau in 2, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen sei.
5a und 5b zeigen in Blockdiagrammen die mögliche Einbindung einer erfindungsgemäßen Verschließereinheit 5 in den Gesamtprozess der Herstellung befüllter Behälter. Nach der Behälterherstellung (z. B. Blasmaschine zur Herstellung von PET-Flaschen) oder der Bereitstellung gereinigter, befüllbarer Behälter können diese direkt befüllt und etikettiert werden (5a) oder zunächst einer Direktbedruckung (direkter Druck von Austattungsmerkmalen auf die Behälterwandung) unterzogen und anschließend befüllt werden (5b). Die somit bedruckten oder etikettierten, befüllten Behälter werden anschließend zum Verschließen an eine Verschließereinheit übergeben, an der die Behälter sowohl durch Verschlusselemente verschlossen als auch mit zumindest einem Klebemittelauftrag versehen werden. Anschließend werden die Behälter gruppiert und dabei zu Klebegebinde verarbeitet, bei denen die Behälter untereinander durch die aufgetragenen Klebemittel verbunden sind. Anschließend können diese Gebinde palettiert und abtransportiert werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Verschließvorrichtung
2: Behälter
2.1: Behälteröffnung
3: Verschlusselement
4.1: Behälterzuführung
4.2: Behälterabgabe
5: Verschließereinheit
5.1: Transportelement
5.2: Verschlusselementzuführung
5.3: Standteller
6: Verschließkopf
7: Appliziereinheit
8: Sensoreinheit
9: Gruppierungsstation
10: Verdichterstation
11: Einlaufstern
12: Auslaufstern
13: Klebemittelvorrat
14: Kurvensteuerung
15: Ausrichteinheit
20: Gebindeherstellungsvorrichtung
20.1: erster Verarbeitungsbereich
20.2: zweiter Verarbeitungsbereich
BHA: Behälterhochachse
MHA: Maschinenhochachse
ME: Mittelebene

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Gebinden aus Behältern (2) umfassend eine Verschließereinheit (5), an der das Verschließen der Behälter (2) mittels eines Verschließerkopfes (6) erfolgt, durch Aufbringen von Verschlusselementen (3) auf eine Behälteröffnung (2.1) umfassend eine Behälterzuführung (4.1) zur Zuführung unverschlossener Behälter (2) sowie eine Gruppierungsstation (9) zur Bildung von Gebinden aus verschossenen, befüllten Behältern (2), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschließereinheit (5) zumindest eine Appliziereinheit (7) vorgesehen ist, mittels der ein Klebemittelauftrag auf eine Umfangsseite der Wandung des Behälters (2) erfolgt und dass die Gruppierungsstation (9) zur Annäherung mehrerer Behälter (2) derart ausgebildet ist, dass die Behälter (2) über die Klebemittel zu Gebinden verbunden werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließereinheit (5) Mittel zur gesteuerten Drehung des Behälters (2) um ihre Behälterhochachse (BHA) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Drehung des Behälters (2) um die Behälterhochachse (BHA) durch den Verschließerkopf (6) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Drehung des Behälters (2) um die Behälterhochachse (BHA) durch eine Drehung einer Anlage- und/oder Aufstellfläche, gegenüber der der Behälter (2) anliegt und/oder aufsteht, erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschließereinheit (5) oder stromaufwärts vor der Verschließereinheit (5) eine Sensoreinheit (8) zur Erfassung einer Ist-Drehlage des Behälters (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die zum Empfang von Informationen bezüglich der Ist-Drehlage des Behälters (2) ausgebildet ist und mit den Mittel zur Drehung des Behälters (2) derart zusammenwirkt, dass eine Drehung des Behälters (2) aus der Ist-Drehlage in eine Soll-Drehlage erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Drehung des Behälters (2) einen Drehwinkelsensor aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließereinheit (5) ein umlaufend antreibbares Transportelement (5.1) zum Transport der Behälter (2) von der Behälterzuführung (4.1) zu einer Behälterabgabe (4.2) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportelement (5.1) ein um eine Maschinenhochachse (MHA) drehbarer Rotor oder ein Linearförderer ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppierungsstation (9) eine Verdichterstation (10) oder Verdichterstrecke umfasst, auf der Gruppen von Behältern (2) zumindest zeitweise zum Verbinden der Behälter (2) untereinander durch die Klebemittel zusammengepresst werden.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verdichterstation (10) oder Verdichterstrecke und/oder in Transportrichtung nach der Verdichterstation (10) oder Verdichterstrecke Mittel zum Aushärten der Klebemittel vorgesehen sind.
Verfahren zur Herstellung von Gebinden aus Behältern (2), wobei befüllte Behälter (2) einer Verschließeinheit (5) zugeführt werden, an der ein Verschließen der Behälter (2) mittels eines Verschlusselementen erfolgt, wobei die Behälter (2) nach dem Verschließen zu einer Behältergruppe zusammengefasst und anschließend zu einem Gebinde verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschließereinheit (5) ein Klebemittel auf eine Umfangsseite der Wandung des Behälters (2) aufgetragen wird und dass anschließend mehrere, den Klebemittelauftrag aufweisende Behälter (2) derart aneinander angenähert werden, dass die Behälter (2) über die Klebemittel zu Gebinden verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) vor dem Klebemittelauftrag durch ein im Bereich der Verschließereinheit (5) angeordnetes und/oder ein der Verschließereinheit (5) zugeordnetes Funktionselement gesteuert um eine Behälterhochachse (BHA) gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Drehung des Behälters (2) um die Behälterhochachse (BHA) durch einen Verschließerkopf (6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Drehung des Behälters (2) um die Behälterhochachse (BHA) durch eine Drehung einer Anlage- und/oder Aufstellfläche erfolgt, gegenüber der der Behälter (2) anliegt und/oder aufsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verschließereinheit (5) eine Erfassung einer Ist-Drehlage des Behälters (2) durch eine Sensoreinheit (8) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verschließereinheit (5) eine Drehung des Behälters (2) in eine Soll-Drehlage erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten auf einer Transportstrecke innerhalb der Verschließereinheit (5) das Verschließen des Behälters (2), ein Drehen des Behälters (2) in eine Soll-Drehlage und der Klebemittelauftrag durch die Appliziereinheit (7) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten auf einer Transportstrecke innerhalb der Verschließereinheit das Drehen des Behälters (2) in die Soll-Drehlage, der Klebemittelauftrag durch die Appliziereinheit (7) und das Verschließen des Behälters (2) erfolgt.