DE10250351A1

DE10250351A1 - Verfahren und Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub

Info

Publication number: DE10250351A1
Application number: DE10250351A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lange
Original assignee: Hollstein Lueftungs Klima GmbH; Hollstein Lueftungs- Klima- und Entstaubungsanlagen GmbH
Current assignee: Hollstein Lueftungs Klima GmbH; Hollstein Lueftungs- Klima- und Entstaubungsanlagen GmbH
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub. DOLLAR A Die Aufgabe besteht darin, dass zumindest eine kartonübergreifende Raumbelastung durch die Partikel wesentlich verringert bzw. unterbunden werden soll. Auch soll die Stabilität und Sicherheit der partikelbefüllten Kartons beim vorgesehenen nachfolgenden Stapeln gewährleistet werden. DOLLAR A Das Verfahren weist folgende Schritte auf: DOLLAR A a. Umgebungsraumpartikelfreies Befüllen der Kartons (12) mit Partikeln (16), DOLLAR A b. Dosieren der Partikelablagerung (47) in den Kartons (12), DOLLAR A c. befüllungsunterstützendes Einlagern - Verdichten und/oder Egalisieren - der Partikel (16) und DOLLAR A d. Austauschen der partikelbefüllten Kartons (12) durch leere Kartons. DOLLAR A Die Einrichtung (1) weist ein Gestell (2) auf, das ein Bodenteil (3), eine Deckeleinheit (4) und mindestens ein beide miteinander verbindendes Führungselement (5, 6, 7, 8) enthält, wobei die Deckeleinheit (4) zum Bodenteil (3) höhenverstellbar - hebbar und senkbar - ausgebildet und auf den eingeschobenen, offenen Karton (12) passend abgedichtet aufsetzbar ist, sowie eine Partikeleinlagerungseinrichtung (40) enthält, mit der die in den Karton (12) eingetragenen Partikel (16) bis zu der finalen Partikelschichthöhe (H) befüllungsunterstützend einlagerbar - verdichtbar und/oder egalisierbar - sind.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub.
Insbesondere in der Tabakindustrie, auch in der Holzindustrie, im Bauwesen sowie in der pflanzlichen und tierischen Produktion fallen Partikel, insbesondere Stäube unterschiedlichster Konsistenz und Ausbildung an. Zu den Partikeln können Stäube in Form von Feinpartikeln, Feinstpartikeln sowie pulver- und auch flockenartige leichtgewichtige Substanzen der genannten Bereiche gerechnet werden, die in herkömmlicher Weise in offene Behälter, die nach der Befüllung der Kartons verschließbar sind und die je nach Bedarf als deponierbares Materials oder auch als weiterverwendbare Stoffe, z.B. die Tabakstäube in der Tabakindustrie, vorgesehen sind, eingebracht werden können. Während der Befüllung werden durch eine ungenügende Abdichtung die jeweils umgebenden Räume weitgehend belastet.
Es sind Einrichtungen zur Befüllung von Kartons mit Tabakstaub aus einer Staubfilteranlage in Staubsammelräumen vorhanden, bei der aus einer Zellenradschleuse Tabakstaub in einen Karton transportiert und dort abgelagert wird. Auf die zu befüllenden offenen Kartons sind z.B. haubenartige Deckel mit pyramidenförmigem bzw. eine trichterförmigem Gehäuse aufsetzbar angeordnet, in dessen Spitze ein vorzugsweise senkrecht gerichteter Einfüllstutzen angeordnet ist. Bekannt sind auch aufsetzbare schachtelartige Deckel, an denen sich etwa zentral ein Einfüllstutzen befindet. Die zugeordnete Zellenradschleuse ist an den Einfüllstutzen ankoppelbar, aus dem der dorthin transportierte Tabakstaub in den Karton fällt. Die Kartons stellen leichtgewichtige Behälter dar, die leicht bedienbar und transportfähig sind sowie keine chemische Reaktionen mit dem Tabakstaub eingehen.
Ein Problem besteht darin, dass der während und nach der Befüllung innerhalb des Kartons wirbelnde Staub kartonübergreifend zu einer starken Staubentwicklung im umgebenden Raum führen kann, was auf eine weitgehend ungenügende Abdichtung zwischen dem Deckel auf dem offenen Karton hinweist.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass sich der Staub während der Befüllung innerhalb des Kartons als eine lockere Schicht übereinander gelagerter Staubpartikel mit einem relativ hohen Zwischenluftanteil herausbildet. Wird z.B. die Staubschicht im voll gefüllten Karton zur weiteren Verarbeitung hin zu anderen Verarbeitungsstationen transportiert, wird der Staub auf dem Transportwege zusammengerüttelt. Dadurch wird über der zusammengerüttelten Staubschicht ein Hohlraum innerhalb des Kartons derart erzeugt, dass der Kartoninnenraum volumenmäßig nicht maximal ausgenutzt worden ist. Außerdem reicht bei Stapelung der nur teilweise gefüllten Kartons oft die halternde Stabilität der Kartonwandungen im Bereich des Hohlraums nicht aus, um die Stapelung längerfristig stabil zu halten. Damit stellt einerseits die geringe Stapelfestigkeit eine Gefahr für das Bedienungspersonal dar, andererseits kann durch mögliche Zerstörungen der Kartons bei Stapeleinstürzen wertvoller und weiter verarbeitbarer Tabakstaub zumindest verunreinigt werden.
Um die Festigkeit und somit die Stapelfestigkeit und- fähigkeit der mit Staub befüllten Kartons zu verbessern, wurde vorgeschlagen, dass zwei ineinander geschachtelte Kartons zur Stapelung eingesetzt werden sollen, um dabei nur den inneren Karton mit Staub zu füllen. Die Wandungsverdopplung führt aber auch zu höheren Materialkosten.
Bei pulverförmigen und flocken- bzw. federartigen leichtgewichtigen Partikeln und Teilchen können im Prinzip die gleichen Probleme auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub zu schaffen, die derart geeignet ausgebildet sind, dass zumindest eine kartonübergreifende Raumbelastung durch die Partikel wesentlich verringert bzw, unterbunden werden soll. Des Weiteren soll die Einrichtung derart geeignet ausgebildet sein, dass die Kartons derart gefüllt werden können, dass auch eine Stabilität und Sicherheit der Kartons beim vorgesehenen nachfolgenden Stapeln gewährleistet werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten und siebenten Patentanspruchs gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren weist im Wesentlichen folgende Schritte auf:

a. Umgebungsraumpartikelfreies Befüllen der Kartons mit Partikeln,
b. Dosieren der Partikelablagerung in den Kartons,
c. befüllungsunterstützendes Einlagern – Verdichten und/oder Egalisieren – der Partikel,
d. Austauschen der partikelbefüllten Kartons durch leere Kartons.

Dabei werden im Detail in Erweiterung folgende Schritte durchgeführt:

– ein Bereitstellen von mindestens einem offenen, austauschbaren Karton in einem Bereitstellungsbereich einer Einrichtung, der ein feststehendes Bodenteil und eine damit in Verbindung stehende Deckeleinheit, die relativ zum Bodenteil höhenverstellbar ist, zugeordnet ist,
– ein Aufsetzen der Deckeleinheit auf die Umrandung des offenen Kartons zur Partikelabdichtung,
– ein Eintragen der Partikel in den deckelabgedichteten Karton verbunden mit einem Dosieren der Partikelablagerung,
– ein befüllungsunterstützendes Einlagern – ein Verdichten und/oder ein Egalisieren – der Ablagerung der in den Karton eingefüllten Partikel mittels einer der Deckeleinheit zugehörigen Partikeleinlagerungseinrichtung,
– ein Unterbrechen des Partikeleintrags bei Erreichen/Messen einer vorgegebenen finalen Partikelschichthöhe im Karton,
– ein Abheben der Deckeleinheit vom offenen, partikelgefüllten Karton,
– ein Transportieren des partikelgefüllten Kartons aus dem Bereitstellungsbereich und
- ein Verschließen des Kartons.

Das Dosieren der Partikelablagerung im Karton kann dabei mittels volumetrischer Partikelzugaben oder Wägen und/oder einem begleitenden Füllstandsmessen erfolgen.

Zumindest kann zwischen dem Verfahrensschritt – befüllungsunterstützendes Einlagern: Verdichten und/oder Egalisieren – der Ablagerungen der Partikel im Karton – und dem Verfahrensschritt – Erreichen/Messen der finalen Partikelschichthöhe – der Karton gewogen bzw. eine Mengenvorgabe durch eine volumetrische Partikelzugabe erreicht werden.

Die Befüllung des Kartons mit Partikeln kann dadurch kontinuierlich nicht nur mit Hilfe manueller Handlungen, sondern auch in Form einer automatischen Abfüllstrecke, jeweils vorzugsweise mit einer integrierten Steuerungs- und Regelungsanlage versehen, erfolgen.

Erfindungsgemäß weist die zugehörige Einrichtung zur Befüllung eines Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub ein Gestell auf, das ein Bodenteil, eine Deckeleinheit und mindestens ein beide miteinander verbindendes Führungselement enthält, wobei die Deckeleinheit zum Bodenteil höhenverstellbar – hebbar und senkbar – ausgebildet und auf den eingeschobenen, offenen Karton passend abgedichtet aufsetzbar ist sowie eine Partikeleinlagerungseinrichtung enthält, mit der die in den Karton eingetragenen Partikel bis zu einer finalen Partikelschichthöhe befüllungsunterstützend einlagerbar – verdichtbar und/oder egalisierbar – sind.

Das Gestell ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ihm ein Bereitstellungsbereich, vorzugsweise ein gestellinterner Freiraum zugeordnet ist, in dem die austauschbaren Kartons untergebracht sind.

Vorzugsweise ist unterhalb der höhenverstellbaren Deckeleinheit ein Bereitstellungsbereich vorhanden, der zwischen Bodenteil, Deckeleinheit und Führungselement einen inneren Freiraum darstellt, der für den austauschbaren Karton vorgesehen ist.

Die Deckeleinheit ist in ihrem Abstand zum Bodenteil mittels mindestens eines mit den Führungselementen in Verbindung ste henden vertikal ausgerichteten Deckelverschiebeelements variierbar.

Das Gehäuse der Deckeleinheit kann einen Deckelrahmen abgekanteten Blechprofils und einen kastenähnlichen Aufsatz – einen Deckelkasten – mit einem Einfüllstutzen besitzen, wobei der Deckelkasten vorzugsweise aus Blechmaterial besteht und mindestens ein Sichtfenster vorzugsweise aus Plastematerial enthält.

An der Deckeleinheit ist unterseitig am Deckelrahmen und passend zur Umschlagkante des offenen Kartons ein elastisches Dichtungselement angeordnet.

Die Führungselemente können als ineinander gesteckte und relativ zueinander bewegbare Teilelemente, die vorzugsweise kartonumgebend angeordnet sind, ausgebildet sein, wobei jeweils ein unteres Teilelement am Bodenteil und ein anderes zugehöriges oberes Teilelement an der Deckeleinheit befestigt, vorzugsweise angeschweißt sind, wobei die einander zugeordneten unteren und oberen Teilelemente wahlweise rohrartig und rohrdurchmesserverschieden ausgebildet sind.

Zu einem etwa quaderartig ausgebildeten Gestell können vier Führungselemente gehören, wobei sich jeweils ein Paar davon auf sich gegenüberliegenden Seiten befinden können.

Die die Deckeleinheit höhenverstellenden bodengebundenen Dekkelverschiebeelemente sind zwischen den beiden jeweils seitlich angeordneten Führungselementen, insbesondere an zwischen den oberen, bewegbaren Teilelementen befindlichen Halteelementen, insbesondere an Haltequerstreben angebunden.

Die Deckelverschiebeelemente stellen eine Hubeinrichtung für die Deckeleinheit dar und bestehen vorzugsweise aus Pneumatik-Zylindern, deren einstellbarer Hub ausreichend ist, um die Deckeleinheit vom offenen Karton aus senkrecht abzuheben und nach Wechsel des Kartons wieder auf die Umschlagkante abzusenken.

Die zugehörigen Pneumatik-Zylinder sind über Druckluftleitungen mit Wegeventilen verbunden, die mittels einer Druckluftsteuerung in Verbindung stehen.

Der gestellzugeordnete, vorzugsweise einseitig geöffnete innere Freiraum kann den Maßen des einschiebbaren Kartons einschließlich einer zugehörigen Karton-Transportunterlage angepasst sein.

Das unterseitig an der Deckeleinheit befindliche elastische Dichtungselement weist eine derartige Breite auf, dass nach dem Einschub des Kartons in den Bereitstellungsbereich, insbesondere in den inneren Freiraum und nach dem Aufsetzen der Deckeleinheit ein zumindest intensiver Kontakt zwischen dem Dichtungselement und der relativ starren Umschlagkante des Kartons vorhanden ist.

Zur Deckeleinheit gehört mindestens eine Filterpatrone für den Luftausgleich, wobei die Filterpatrone mit dem Karton in luftzugeordneter Verbindung steht und die durch die Partikel verdrängte Luft über die Filterpatrone in den umgebenden Raum als partikelfreie Luft abströmt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann im Einfüllbereich eine vorzugsweise volumetrische Dosiereinrichtung für den Eintrag von Partikeln bei Vorgabe eine bestimmten Einfüllmenge enthalten, durch die eine signaltechnische Übermittlung für den Betrieb – befüllungsunterstützendes Einlagern: Verdichten und/oder Egalisieren – einer Partikeleinlagerungseinrichtung ausgelöst wird.

Die Partikeleinlagerungseinrichtung kann insbesondere als eine Partikelverteilungseinrichtung und/oder als eine Partikelverdichtungseinrichtung ausgebildet sein.

Die Partikelverteilungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie den Schüttkegel während des Partikeleintrags egalisiert, wenn die Partikel insbesondere durch nur einen vorzugsweise mittig angeordneten Einfüllstutzen hindurch eingetragen wird.

Die Füllstandskontrolleinheit kann mit einer zentralen Steuer- und Regelungsanlage derart verbunden sein, dass von der Füllstandskontrolleinheit die Höhe des Schüttkegels an eine Steuereinrichtung der Partikelverteilungseinrichtung gegeben wird, die daraufhin den Schüttkegel verdrängt und egalisiert.

Die Partikelverdichtungseinrichtung innerhalb des Bereiches der Deckeleinheit weist vorzugsweise im Deckelkasten einen Verschieberahmen auf, an dem zwei mittig geteilte Lochplatten schwenkbar gelagert angeordnet sind, die bis zu einer einge stellten Neigung in mittiger Richtung abklappbar sind, wobei der Verschieberahmen die inneren Umfangsmaße des befüllbaren Kartons aufweist und mit mindestens einem deckeleingebundenen Rahmenverschiebeelement fest verbunden ist, das wahlweise den Verschieberahmen relativ zur arretierten Deckeleinheit heben und senken kann.

An den deckelseitigen Rahmenverschiebeelementen kann mindestens ein Verschiebesensor angebracht sein.

Zu Beginn der Drucksteuerung der Rahmenverschiebeelemente für die Verschieberahmensenkung kann eine Druckgegensteuerung der Deckelverschiebeelemente eingeleitet werden, um die Deckeleinheit auf den Umschlagkanten abdichtend festzuhalten.

Beim Verdichten der Partikelablagerung kann ein Wechselspiel – Heben und Senken – des Verschieberahmens und der Lochplatten stattfinden, um in mehreren Zyklen die Partikelhäufung zu verdrängen und zu verdichten, bis die völlige Füllung des Kartons bis zur finalen Partikelschichthöhe erreicht ist.

Erfindungsgemäß ist eine Überwachungstechnik dezentral oder auch zentral innerhalb der Steuer- und Regelungsanlage ausgelegt und mit mehreren Kontrolleinheiten, einschließlich Sensoren versehen, wobei dazu die Füllstandskontrolleinheit gehört, die die Art und Weise der Ausbildung der Partikelablagerungsschichten sowie der Partikelschichtoberfläche im Karton während der Befüllung, insbesondere die Ausbildung des Schüttkegels überwacht.

Zur Überwachungstechnik kann ein Feststellungssensor zur Kartoneinschubkontrolle gehören, der vorzugsweise im unteren Bereich des Gestells angeordnet ist und der ein Signal übermittelt, wenn der Karton im Bereitstellungsbereich vorhanden ist.

Es ist des Weiteren ein Verschiebesensor an mindestens einem der Deckelverschiebeelemente vorhanden, der im Wesentlichen auf die Signale der Füllstandskontrolleinheit reagiert und die Deckelverschiebeelementebewegung registriert.

Es ist mindestens eine Versorgungsleiste vorhanden, in der elektrische Versorgungsleitungen, Signalleitungen und z.B. Druckluftleitungen untergebracht sind, die zu den jeweils zugehörigen Elementen und Funktionsteilen sowie zur Steuerungs- und Regelungsanlage geführt sind.

Die Erfindung ermöglicht durch die umlaufende Abdichtung unterseitig an der Deckeleinheit einen umgebungsraumpartikelsauberen Eintrag in die vorgesehenen Kartons.

Die Erfindung eröffnet des Weiteren die Möglichkeit, dass insbesondere durch die über eine Egalisierung hinausgehende Verdichtung der Partikel im Karton eine Erhöhung der Festigkeit des Systems – Karton und Partikel – erreicht wird, die unter anderem eine ausreichende Stapelfähigkeit ermöglicht.

Weiterbildungen und zusätzliche Ausbildungen der Erfindung werden in weiteren Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Befüllung eines Kartons mit Partikeln, insbesondere Tabakstaub aus einer Staubfilteranlage,

2 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Befüllung eines Kartons mit Tabakstaub,

3 eine schematische Seitenansicht der Einrichtung mit einer deckelintegrierten Staubeinlagerungseinrichtung in Seitenansicht und

4 einen Ausschnitt im kontaktierenden Bereich der Umschlagkante des Kartons und des elastischen Dichtungselements der Deckeleinheit.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung 1 zur Befüllung von Kartons 12 mit Partikeln, insbesondere Staub aus einer Staubfilteranlage 30, die im Wesentlichen aus einer Filtereinrichtung 32 mit zugehörigem Trichter 33, aus einer Staubzubringereinheit 31 und aus der Einrichtung 1 besteht, gezeigt. Die Staubzubringereinheit 31 weist hauptsächlich eine Austragsschnecke 34, die mit dem Trichter 33 in Verbindung steht, und eine nachgeordnete Zellenradschleuse 35 auf, deren Ausgang an die Einrichtung 1 geführt ist.

Zur Einrichtung 1 kann eine im Einfüllbereich vorhandene Dosiereinrichtung 49, insbesondere eine volumetrische Dosierein richtung zwecks Vorgabe eine bestimmten Einfüllmenge gehören, die der Zellenradschleuse 35 nachgeordnet ist.

Die Einrichtung 1 bezieht sich bevorzugt auf die bei der Tabakaufbereitung entstehenden Tabakstäube, die in atmungsaktive und leichtgewichtig transportable Kartons als Behälter eingefüllt werden und teils wiederverwendbar, teils deponierbar sind.

Dafür werden 2 und 3 gemeinsam betrachtet.

In 2 ist die erfindungsgemäße Einrichtung 1 zur Befüllung eines Kartons 12 mit Tabakstaub 16 in Form einer Kartonbefüllstation 1 in schematischer perspektivischer Darstellung gezeigt. Sie weist ein Gestell 2 auf, das im Wesentlichen aus einem Bodenteil 3, einer Deckeleinheit 4 und mindestens einem Führungselement, hier vier Führungselementen 5, 6, 7, 8 besteht, die gemeinsam einen Bereitstellungsbereich – einen inneren Freiraum 11 – ausbilden, wobei die Deckeleinheit 4 durch mindestens ein, hier durch zwei sich an gegenüberliegenden Seiten mit den Führungselementen 5, 6, 7, 8 in Verbindung stehenden vertikal ausgerichteten Deckelverschiebeelementen 9, 10 in einem Abstand A zum Bodenteil 3 höhenmäßig variierbar ist. Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen (7, 8, 10) sind als gleichartige Funktionsteile hinterseitig, nicht gezeichnet, vorhanden.

Erfindungsgemäß ist die Deckeleinheit 4 zum Bodenteil 3 höhenverstellbar, vorzugweise hebbar und senkbar, ausgebildet. Vor dem Beginn der Befüllung wird die Deckeleinheit 4 auf den Karton 12 gesenkt, nach der Befüllung wird die Deckeleinheit 4 angehoben. Das Gehäuse der Deckeleinheit 9 kann aus einem Dekkelrahmen 29 abgekanteten Blechprofils und aus einem ka stenähnlichen Aufsatz 37 – einem Deckelkasten – bestehen, der vorzugsweise aus Blech besteht und mindestens ein Sichtfenster 52,53 aus Plastematerial enthält. In der Deckeleinheit 4 ( 3) ist unterseitig am Deckelrahmen 29 zum Karton 12 gerichtet passend zur Umschlagkante 21 des offenen Kartons 12 ein Dichtungselement 20 integriert angeordnet, das bevorzugt als streifenförmige Umrandung ausgebildet ist. Das Dichtungselement 20 ist elastisch und kann aus Gummi oder Schaumstoff bestehen.

Während der Befüllung des Kartons 12 mit dem Staub 16 bleibt die Deckeleinheit 4 auf dem geöffneten Karton 12 nach außen in den umgebenden Raum gerichtet staubabdichtend und arretiert aufgesetzt.

Erfindungsgemäß ist in der Deckeleinheit 4 eine Staubeinlagerungseinheit 40 (3) derart integriert angeordnet, mit der der in den Karton 12 eingefüllte und dort abgelagerte Staub 16 aktiv bis zu einer vorgegebenen finalen Staubschichthöhe H befüllungsunterstützend einlagerbar – egalisierbar und/oder verdichtbar – ist.

Die vier Führungselemente 5, 6, 7, 8 sind als ineinander gesteckte und relativ zueinander bewegbare Teilelemente 58, 59; 60, 61 beiderseits des Gestells 2 ausgebildet, wobei jeweils ein unteres Teilelement 58; 60 am Bodenteil 3 und ein anderes oberes, bewegbares Teilelement 59; 61 an der Deckeleinheit 4 befestigt, vorzugsweise angeschweißt sind, wobei die Teilelemente 58, 59; 60, 61 wahlweise rohrartig und rohrdurchmesserverschieden ausgebildet sind.

Die die Deckeleinheit 4 höhenverstellenden bodengebundenen Deckelverschiebeelemente 9 bzw. 10 sind sich gegenüberliegend zwischen den beiden jeweils seitlich angeordneten Führungselementen 5, 6 bzw. 7, 8 einerseits an Halteelementen, insbesondere an Haltequerstreben 50(51) angebunden und andererseits mit dem Bodenteil 3 fest verbunden. Die Deckelverschiebeelemente 9, 10 sind somit an der Deckeleinheit 4 mittelbar angelenkt und können somit je nach Bedarf den Abstand A der Deckeleinheit 4 zum Bodenteil 3 verändern. Die Deckelverschiebeelemente 9, 10 stellen eine Hubeinrichtung für die Deckeleinheit 4 dar und bestehen vorzugsweise aus Pneumatik-Zylindern, deren einstellbarer Hub etwa 100 mm betragen kann, um die Deckeleinheit 4 vom offenen staubgefüllten Karton 12 senkrecht hochzuheben und nach Wechsel des Kartons 12 wieder abzusenken.

Die zugehörigen Pneumatik-Zylinder sind über Druckluftleitungen 54, 55 mit Wegeventilen verbunden, die mittels einer manuell betätigbaren Kipphebelschaltung 56 zur Druckluftsteuerung in Verbindung stehen.

Das Gestell 2 weist einen durch Bodenteil, Verschiebeelemente, Führungselemente und Deckeleinheit ausgebildeten, einseitig geöffneten inneren Freiraum 11 als Bereitstellungsbereich auf, der sowohl den Maßen eines Kartons 12 einschließlich einer zugehörigen Karton-Transportunterlage 13 angepasst sein kann.

Zum Einschub des draufsichtig offenen Kartons 12 in den inneren Freiraum 11 des Gestells 2 kann das rahmenartige Bodenteil 3 an der Einschubseite 14 einschubverbessernd sogar unterbrochen sein und seitlich nach außen gekrümmte Einschubhilfselemente aufweisen. Das Bodenteil 3 kann querschnittsbezogen ein geschlossenes Kastenprofil aufweisen und eine Schweißkonstruktion darstellen.

Die Karton-Transportunterlage 13 kann eine Euro-Palette sein. Der Karton 12 kann vorzugsweise als ein in Höhe, Breite und Tiefe genormter C48-Karton ausgebildet sein, dessen deckelseitige Verschlussklappen 15, 18, 19 vor und während des Karton-Einschubs unter Bildung einer Umschlagkante 21 seitlich nach außen umgeschlagen und je nach Bedarf mit klammerähnlichen Profilen auf den Umschlagkanten arretiert sind.

In 4 ist ein Ausschnitt des Bereiches zwischen dem elastischen Dichtungselement 20 und der mit ihm kontaktierenden Umschlagkante 21 des offenen Kartons 12 dargestellt. Die Umschlagkante 21 ist die Faltstelle zwischen umgeschlagener Verschlussklappe 15, 18, 19 und senkrecht gerichteter Kartonwand 28. Das Dichtungselement 20 weist eine derartige Breite auf, dass in jedem Falle nach dem Einschub des Kartons 12 in den inneren Freiraums 11 und nach Aufsetzen der Deckeleinheit 4 ein zumindest druckintensiver Kontakt zwischen dem elastischen Dichtungselement 20 und der relativ starren Umschlagkante 21 des Kartons 12 vorhanden ist. Der druckintensive Kontakt wird hauptsächlich durch das Eigengewicht der Deckeleinheit 4 erzeugt, wodurch eine ausreichende Abdichtung des Kartons 12 zum umgebenden Raum erzielt wird. Auf dem Deckelrahmen 29 befindet sich der Deckelkasten 37 mit dem ersten Sichtfenster 52 sowie wahlweise die Füllstandskontrolleinheit 23. Die Füllstandskontrolleinheit 23 überwacht mit seinem Signalen über das erste Sichtfenster 52 die Stauboberflächenausbildung.

Zur Deckeleinheit 4 gehört des Weiteren eine Filterpatrone 22 für den Luftausgleich, wobei die Filterpatrone 22 mit dem Karton 12 in luftzugeordneter Verbindung steht. Der Luftausgleich beim Staubeintrag erfolgt deshalb, weil die durch den Staub 16 verdrängte Luft über die Filterpatrone 22 in den umgebenden Raum als staubfreie Luft 39 abströmen kann.

Oberhalb der Deckeleinheit 4 ist die Staub 16 eintragende Zellenradschleuse 35 (1) angeordnet, der eine Volumendosiereinheit 49 vorzugsweise dort nachgeordnet ist, von der aus ein daran angebrachter elastischer Faltenbalg 36 als Aufsatz und abdichtendes Übertragungselement dem Einfüllstutzen 17 zugeordnet ist.

Die Dosiereinrichtung 49, vorzugsweise die Volumendosiereinheit kann eine Zähleinrichtung enthalten, die mit einer Staubeinlagerungseinrichtung 40 signaltechnisch verbunden ist.

Die Zellenradschleuse 35 läuft kontinuierlich, wird von der Austragsschnecke 34 (1) gefüllt und gibt drucklos den Staub 16 in den Karton 12 ab.

Der bei einem mittigen Eintrag des Staubes 16 entstehende Schüttkegel 38 in 3 zeigt an, dass eine ungleichmäßige Ablagerung des Staubes 16 im Karton 12 vorhanden ist.

Erfindungsgemäß gehört zur Deckeleinheit 4 eine Staubeinlagerungseinrichtung, die als eine Staubverteilungseinrichtung (nicht eingezeichnet) und/oder als eine Staubverdichtungseinrichtung 40 (3) ausgebildet sein kann.

Die Staubverteilungseinrichtung kann als integrierter Bestandteil der Deckeleinheit derart ausgebildet sein, dass sie den entstehenden Schüttkegel 38 während des Staubeintrags egalisiert, wenn der Staub 16 insbesondere durch nur einen vorzugsweise mittig angeordneten Einfüllstutzen 17 eingetragen wird.

Die Staubverdichtungseinrichtung 40 als integrierter Bestandteil der Deckeleinheit 4 kann innerhalb des Bereiches der Dekkeleinheit 4 vorzugsweise im Deckelkastenteil 49 einen vertikal bewegbaren Verschieberahmen 41 aufweisen. Daran können randseitig zwei mittig geteilte Lochplatten 42, 43 schwenkbar gelagert angeordnet sein, die bis zu einer eingestellten Neigung in mittiger Richtung abklappbar sind. Der zugehörige Einfüllstutzen 17 kann in den Lochplatten 42, 43 ausgespart sein. Der Verschieberahmen 41 weist die inneren Umfangsmaße des befüllbaren Kartons 12 auf. Mit dem Verschieberahmen 41 ist mindestens ein, hier zwei Rahmenverschiebeelemente 44, 45 in Form von Pneumatik-Zylinders fest verbunden, die den Verschieberahmen 41 relativ zur arretierten Deckeleinheit 4 verschieben – heben und senken – können. Der Verschieberahmen 42 ist derart dimensioniert, dass er in die Kartonwandungen 28 einpassbar ist. Die Hubhöhe innerhalb des Kartons 12 (C48) kann bei einer Kartonhöhe von beispielsweise 750 mm auf ca. 400 mm eingestellt werden, wobei bei ca. 400 mm der Verdichtungsvorgang beginnt. Durch einen jeweils vorgegebenen Druck mittels der Rahmenverschiebeelemente 44, 45 auf den Verschieberahmen 41 und somit auf die Lochplatten 42, 43 sowie auf die Stauboberfläche 46 kann die Luft aus der darunter befindlichen Staubschicht 47 über die Löcher 48 entweichen, wodurch eine definierte Staubverdichtung im Karton 12 erreicht werden kann.

Die Staubverteilungseinrichtung bzw. die Staubverdichtungseinrichtung 40 wirken aktiv auf die Einlagerung der Partikel während der Befüllung ein.

Die erfindungsgemäße Einrichtung und insbesondere die Kartonbefüllstation 1 ist mit einer Überwachungstechnik versehen. Die Überwachungstechnik kann dezentral oder auch zentral ausgelegt sein.

Zur Überwachungstechnik gehört erstens eine der Dosierung zugeordnete Füllstandskontrolleinheit 23.

Die Füllstandskontrolleinheit 23 überwacht dabei vorzugsweise mittels eines Abtaststrahlenbündels 26 auch die Art und Weise der Ausbildung der Staubablagerungsbereiche 47 im Bereich der Stauboberfläche 46 im Karton 12 während der Befüllung, insbesondere die Ausbildung des Schüttkegels 38, der durch eine Eintragung über den Einfüllstutzen 17 entsteht. Die Füllstandskontrolleinheit 23 kann als eine Mikrowellenschranke ausgebildet sein, die die Höhe des Schüttkegels 38 und die finale Staubschichthöhe H während und nach der Staubverdrängung (Verteilung und/oder Verdichtung) überwacht, wobei wahlweise die Verdichtung gleichzeitig mit einer Egalisierung des Schüttkegels 38 verbunden sein kann.

Zur Überwachungstechnik gehört auch ein Feststellungssensor 24 zur Kartoneinschubkontrolle, der im unteren Bereich des Gestells 2 vorhanden sein kann und der ein Signal übermittelt, wenn der Karton 12 im inneren Freiraum 11 vorhanden ist oder nicht. Wenn kein Karton 12 im inneren Freiraum 11 vorhanden ist, bleibt die Austragsschnecke 34 (1) abgeschaltet. Das Zellenrad 35 läuft kontinuierlich weiter. Es wird also nur die Austragsschnecke 34 unterbrochen, da der Trichter 33 als Vor ratsbehälter noch einen Staubvorrat aufweist. Im Bereich des Trichters 33 kann auch ein Füllstandsmelder angebracht sein.

Wenn der Karton 12 wie vorgegeben gefüllt ist, wird die Austragsschnecke 34 abgeschaltet und ein Kartonwechsel vorgenommen. Dabei wird der Karton 12 aus dem inneren Freiraum 11 der Kartonbefüllstation 1 herausgeschoben. Je nach Bedarf und zeitlicher Vorgaben kann der Kartonwechsel vorgenommen werden.

Dabei kann ein erster Verschiebesensor 25 an mindestens einem der bodenseitigen Deckelverschiebeelemente 9, 10 vorhanden sein, der im Wesentlichen nach den Signalen der Füllstandskontrolleinheit 23 reagiert. Nach Abschaltung des Staubeintrages tritt der erste Verschiebesensor 25 in Aktion, der den Auslöser für den Hub der Deckeleinheit 4 mittels der Deckelverschiebeelemente 9, 10 darstellt. Danach hebt sich die Deckeleinheit 4 von der Umschlagkante 21 des Kartons 12 aus nach oben ab und gibt den mit Staub 16 gefüllten Karton 12 frei, der danach auf der Karton-Transportunterlage 13 aus dem inneren Freiraum 11 entfernt wird, verschlossen und danach in einer Bereifungsstation umreift werden kann. Sobald der vorgesehene Wechselkarton im inneren Freiraum 11 positioniert ist, signalisiert der Feststellungssensor 24, dass die Deckeleinheit 4 gesenkt und auf die Umschlagkante 21 des Wechselkartons aufgesetzt werden kann. Danach wird der Befüllvorgang wieder freigegeben und die Austragsschnecke 34 zugeschaltet.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Einrichtung zur Befüllung des Kartons 12 mit Staub – Kartonbefüllstation 1 – beschrieben:
Durch das gesteuerte Heben des Deckelteils 4 der Kartonbefüllstation 1 mittels der bodenseitigen Deckelverschiebeelemente 9,10 kann die Deckeleinheit 4 auf einen Abstand A angehoben werden, der derart größer als die Höhe N des Kartons 12 ist, dass der Karton 12 in den inneren Freiraum 11 der Kartonbefüllstation 1 passend geschoben werden kann. Nach Absenken der Deckeleinheit 4 bis auf die Umschlagkante 21 werden auch die Deckelverschiebeelemente 9, 10 arretiert, es erfolgt eine Abdichtung, weil mit dem eigenen Gewicht der Deckeleinheit 4 die Umschlagkante 21 belastet wird und das elastische Umrandungs-Dichtungselement 20 die Kartonöffnung auf der Umschlagkante 21 abdichtet. Der Staubeintrag kann durch Einschalten der Austragsschnecke 34 beginnen.

In den Karton 12 wird der Tabakstaub 16, der in der vorgeordneten Filtereinrichtung 32 anfällt und von dort aus dem Trichter 33 mittels der daran angeschlossenen Austragsschnecke 34 und über die Zellenradschleuse 35 zur erfindungsgemäßen Kartonbefüllstation 1 transportiert wird, über den Einfüllstutzen 17 an der Deckeleinheit 4 vorbei fallend eingefüllt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Befüllung eines Kartons 12 mit Staub 16 weist im Wesentlichen folgende Schritte auf:

a. Umgebungsraumstaubfreies Befüllen der Kartons 12 mit Staub 16,
b. Dosieren der Staubablagerung 47 in den Kartons 12,
c. befüllungsunterstützendes Einlagern – insbesondere Verdichten und/oder Egalisieren – des Staubes 16 und
d. Austauschen der staubbefüllten Kartons 12 durch leere Kartons.

Im Detail können folgende Schritte durchgeführt werden:

– ein Bereitstellen, insbesondere ein Einschieben des offenen und umgeschlagene Verschlussklappen 15, 18, 19 aufweisenden Kartons 12 in den Bereich der Einrichtung 1 mit einem inneren Freiraum 11, der umgeben ist von einem feststehenden Bodenteil 3 und der damit in Verbindung stehenden Deckeleinheit 4, die relativ zum Bodenteil 3 höhenverstellbar ist,
– ein Aufsetzen der Deckeleinheit 9 auf den offenen Karton zur Staubabdichtung,
– ein Eintragen des Staubes 16 in den abgedichteten Karton 12 verbunden mit einem Dosieren der Staubablagerung,
– ein befüllungsunterstützendes Einlagern – insbesondere ein Verdichten und/oder ein Egalisieren – der Ablagerung des in den Karton 12 eingefüllten Staubes 16 mittels der der Dekkeleinheit 4 zugehörigen Staubeinlagerungseinrichtung 40,
– ein Unterbrechen des Staubeintrags bei Erreichen/Messen der vorgegebenen finalen Staubschichthöhe H im Karton 12,
– ein Abheben der Deckeleinheit 4 vom offenen, staubgefüllten Karton 12,
– ein Transportieren des staubgefüllten Kartons 12 aus dem inneren Freiraum 11 und
– ein Verschließen des Kartons 12 und Kartonwechsel in der Einrichtung 1.

Das Dosieren der Staubablagerung 47 im Karton 12 kann wahlweise mittels einer volumetrischen Staubzugabe oder Wägen und/oder befüllungsbegleitendem Füllstandsmessen erfolgen.

Zumindest zwischen dem Verfahrensschritt – befüllungsunterstützendes Einlagern: Verdichten und/oder Egalisieren der Ablagerung des Staubes 16 im Karton 12 – und dem Verfahrens schritt – Erreichen/Messen der finalen Staubschichthöhe H – kann der Karton 12 gewogen werden.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Staubverteilungseinrichtung, die in der Deckeleinheit 4 integriert angeordnet ist, beschrieben:
Stellt die Staubeinlagerungseinrichtung eine Staubverteilungseinrichtung (z.B. in 2 innerhalb der Deckeleinheit 4) dar, dann wird von der Füllstandskontrolleinheit 23 die Höhe des Schüttkegels 38 an eine Steuereinrichtung der Staubverteilungseinrichtung gegeben, die daraufhin den Schüttkegel 38 verdrängt und egalisiert. Soll später keine Stapelung der Kartons 12 erfolgen oder sind die Kartons 12 für eine Stapelung wandungsseitig ausreichend stabil genug ausgebildet, so reicht eine Verdrängung des Staubes 16 durch die Staubverteilungseinrichtung aus.

Die Staubverteilungseinrichtung kann z.B. aus einer motorisch angetriebenen Egalisierungsplatte bestehen, die im oberen, etwa mittigen Bereich des Gehäuses der Deckeleinheit 4 derart schwenkbar gelagert ist, dass der Schüttkegel 38 während ihres Betriebes eingeebnet wird. Der motorische Schwenkantrieb der Egalisierungsplatte kann dabei durch einen am Deckelkasten 37 angebrachten Stellmotor erfolgen. Zeigt die eingestellte Füllstandskontrolleinheit 23 an, dass der Karton 12 gefüllt ist, wird die Austragsschnecke 34 abgeschaltet und sie gibt Signale zur Durchführung eines Kartonwechsels zumindest an den ersten Verschiebesensor 25.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Staubverdichtungseinrichtung 40 (3) beschrieben:
Stellt die Staubeinlagerungseinrichtung eine Staubverdichtungseinrichtung 40 dar, dann ist es zweckmäßig, die Staubverdichtungseinrichtung 40 innerhalb des Deckelkasten 49 zu platzieren. Der Einfüllstutzen 17 reicht vorzugsweise bis zur Höhe N des Kartons 12, d.h. etwa bis zur Unterkante der Deckeleinheit 4.

Ist der Karton 12 bis zu einer Staubschichthöhe H gefüllt, die etwa der halben Höhe des Kartons 12 entspricht, dann gibt die Füllstandskontrolleinheit 23 Signale an eine wahlweise mit einer zentralen Steuerungs- und Regelungsanlage verbundenen Staubverdichtungselektronik, die das erste und das zweite dekkelseitige Rahmenverschiebeelement 44, 45 aktiviert und pneumatisch steuert. Die deckelseitigen Rahmenverschiebeelemente 44, 45 können wahlweise auf und/oder in der Deckeleinheit 4 eingebunden angeordnet sein.

Die deckelseitigen Rahmenverschiebeelemente 44, 45 drücken den Verschieberahmen 41, der geringe Toleranzen zu den Kartonwänden 28 aufweist, in Richtung Kartonöffnung nach unten. Die Lochplatten 42, 43 drücken auf den abgelagerten Staub 16. Durch den Druck wird einerseits der Staub 16 zusammengepresst und andererseits kann die frei werdende Luft aus der darunter befindlichen Staubschicht entweichen. Bedingt durch die keilförmige Neigung der verschwenkbaren Lochplatten 42,43 zur Mitte des Kartons 12 hin wird der Schüttkegel 38 verdrängt und der Staub 16 teilweise in die Kartonwandrichtungen gedrückt und zugleich verdichtet.

Gleichzeitig kann zu Beginn der Drucksteuerung der deckelseitigen Rahmenverschiebeelemente 44, 45 für die Senkung des Verschieberahmens 41 eine Druckgegensteuerung der bodenseitigen Verschiebeelemente 9, 10 eingeleitet werden, um die Deckeleinheit 4 auf den Umschlagkanten 21 abdichtend zu arretieren. Wird der Karton 12 bis zu der vorgegebenen finalen Staubschichthöhe H gefüllt, haben die verdichtenden Lochplatten 42, 43 auch zugleich verteilende Vorgänge ausgeführt, wobei am Ende der Staubverdrängung als Ergebnis eine weitgehend glatte Oberfläche 46 und ein verdichtetes Volumen an Staub 16 vorhanden sind.

Danach kann nach einem erneuten Heben der Deckeleinheit 4 mittels der bodengebundenen Deckelverschiebelemente 9,10 der Karton 12 aus dem inneren Freiraum 11 heraustransportiert werden, vorzugsweise der Staub 16 mit einer Abdeckung abgedeckt und der Karton 12 mittels der Verschlussklappen 15,18,19 verschlossen und danach umreift werden.

Die anfangs geneigten Lochplatten 42, 43 klappen während der Staubfüllung durch Auflage auf der Oberfläche 46 des nach unten zusammengepressten Staubes 16 allmählich nach oben. Wenn sie die waagerechte Lage erreicht haben, wird der Verschieberahmen 41 schrittweise mit den waagerechten Lochplatten 42, 43 gehoben und weiterhin Staub 16 eingetragen. Es erfolgt ein Wechselspiel – Heben und Senken – des Verschieberahmens 41 und der schwenkbaren Lochplatten 42, 43, um in mehreren Zyklen den abgelagerten Staub 16 zu verdrängen – zu verteilen und zu verdichten -, bis die Füllung des Kartons 12 bis zur finalen Staubschichthöhe H erreicht ist. Ein zweiter Verschiebesensor 57 an den deckelseitigen Rahmenverschiebeelementen 44, 45 erhält von der Füllstandkontrolleinheit 23 dabei entsprechende Signale und gibt ebenfalls wieder Verschiebe- und Positions-Signale an eine zugehörige, wahlweise mit der zentralen Steue rungs- und Regelungsanlage verbundenen Rahmenverschiebeelemente-Steuereinheit ab.

Der Einrichtung 1 kann im Bereich des Gestells (2), insbesondere im Bereich des Bodenteils (3) eine Wägeeinrichtung zur Ermittlung des Gewichts des zu befüllenden Kartons (12) und zur Unterstützung der Staubdosierung zugeordnet sein.

Der Einrichtung 1 kann eine Versorgungsleiste 56 (3) zugeordnet sein, zu der, in der und von der elektrische Versorgungsleitungen, Signalleitungen und Druckluftleitungen 54, 55 zu den jeweils zugehörigen Elementen und Funktionsteilen, wahlweise auch zur zentralen Steuerungs- und Regelungsanlage geführt sind.

Die Erfindung stellt somit auch eine umweltfreundliche Lösung dar.

1: Einrichtung zur Befüllung/Kartonbefüllstation
2: Gestell
3: Bodenteil
4: Deckeleinheit
5: Erstes Führungselement
6: Zweites Führungselement
7: Drittes Führungselement
8: Viertes Führungselement
9: Erstes Deckelverschiebeelement
10: Zweites Deckelverschiebeelement
11: Bereitstellungsbereich/innerer Freiraum
12: Karton
13: Karton-Transportunterlage
14: Einschubseite
15: Dritte Verschlussklappe
16: Tabakstaub
17: Einfüllstutzen
18: Erste Verschlussklappe
19: Zweite Verschlussklappe
20: Dichtungselement
21: Umschlagkante
22: Filterpatrone
23: Füllstandskontrolleinheit
24: Feststellungssensor
25: Erster Verschiebesensor
26: Abtaststrahlenbündel
27: Kipphebelschaltung
28: Kartonwand
29: Deckelrahmen
30: Staubfilteranlage
31: Staubzubringereinheit
32: Filtereinrichtung
33: Trichter
34: Austragsschnecke
35: Zellenradschleuse
36: Faltenbalg
37: Deckelkasten
38: Schüttkegel
39: staubfreie Luft
40: Staubeinlagerungseinrichtung
41: Verschieberahmen
42: Erste Lochplatte
43: Zweite Lochplatte
44: erstes Rahmenverschiebeelement
45: zweites Rahmenverschiebeelement
46: Stauboberfläche
47: Staubschicht
48: Löcher
49: Dosiereinrichtung
50: Erste Haltequerstrebe
51: Zweite Haltequerstrebe
52: erstes Sichtfenster
53: Zweites Sichtfenster
54: Erste Druckluftleitung
55: Zweite Druckluftleitung
56: Versorgungsleiste
57: Zweiter Verschiebesensor
58: Erstes unteres Teilelement
59: Erstes oberes Teilelement
60: Zweites unteres Teilelement
61: Zweites oberes Teilelement
A: Abstand
N: Kartonhöhe
H: Staubschichthöhe

Claims

Verfahren zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Umgebungsraumpartikelfreies Befüllen der Kartons (12) mit Partikeln, Dosieren der Partikelablagerung (47) in den Kartons (12), c. befüllungsunterstützendes Einlagern – Verdichten und/oder Egalisieren – der Partikel (16) und d. Austauschen der partikelbefüllten Kartons (12) durch leere Kartons.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte erfolgen: – ein Bereitstellen von mindestens einem offenen, austauschbaren Karton (12) in einem Bereitstellungsbereich einer Einrichtung (1), der ein feststehendes Bodenteil (3) und eine damit in Verbindung stehenden Deckeleinheit (4), die relativ zum Bodenteil (3) höhenverstellbar ist, zugeordnet ist, – ein Aufsetzen der Deckeleinheit (4) auf die Umrandung (21) des offenen Kartons (12) zur Partikelabdichtung, – Eintragen der Partikel (16) in den deckelabgedichteten Karton (12) verbunden mit einem Dosieren der Partikelablagerung (47), – ein befüllungsunterstützendes Einlagern – Verdichten und/oder ein Egalisieren – der Ablagerung der in den Karton (12) eingefüllten Partikel (16) mittels einer der Deckeleinheit (4) zugehörigen Partikeleinlagerungseinrichtung (40), – Unterbrechen des Partikeleintrags bei Erreichen/Messen einer vorgegebenen finalen Partikelschichthöhe (H) im Karton (12), – Abheben der Deckeleinheit (4) vom offenen, partikelgefüllten Karton (12), – Transportieren des partikelgefüllten Kartons (12) aus dem Bereitstellungsbereich (11) und – Verschließen des Kartons (12).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosieren der Partikelablagerung (47) im Karton (12) vorzugsweise mittels volumetrischer Partikelzugaben oder Wägen und/oder einem befüllungsbegleitenden Füllstandsmessen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen dem Verfahrensschritt – befüllungsunterstützendes Einlagern: Verdichten und/oder Egalisieren der Ablagerungen (47) der Partikel (16) im Karton (12) – und dem Verfahrensschritt – Erreichen/Messen der finalen Partikelschichthöhe (H) – der Karton (12) gewogen bzw. eine Mengenvorgabe durch eine volumetrische Partikelzugabe erreicht wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung des Kartons (12) mit Partikeln (16) kontinuierlich mittels einer automatischen Abfüllstrecke, vorzugsweise mit einer integrierten Steuerungs- und Regelungsanlage erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen der partikelgefüllten Kartons (12) durch Umreifen unterstützt wird.
Einrichtung zur Befüllung von Kartons mit Partikeln, insbesondere Staub gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gestell (2) aufweist, das ein Bodenteil (3), eine Deckeleinheit (4) und mindestens ein beide miteinander verbindendes Führungselement (5, 6, 7, 8) enthält, wobei die Deckeleinheit (4) zum Bodenteil (3) höhenverstellbar – hebbar und senkbar – ausgebildet und auf den eingeschobenen, offenen Karton (12) passend abgedichtet aufsetzbar ist sowie eine Partikeleinlagerungseinrichtung (40) enthält, mit der die in den Karton (12) eingetragenen Partikel (16) bis zu der finalen Partikelschichthöhe (H) befüllungsunterstützend einlagerbar – verdichtbar und/oder egalisierbar – ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (2) derart ausgebildet ist, dass ihm ein Bereitstellungsbereich, vorzugsweise ein gestellinterner Freiraum (11) zugeordnet ist, in den ein austauschbarer Karton (12) untergebracht ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Deckeleinheit (4) einen Deckelrahmen (29) abgekanteten Blechprofils und einen kastenähnlichen Aufsatz – einen Deckelkasten (37) – mit einem Einfüllstutzen (17) aufweist, wobei der Deckelkasten (37) mindestens ein Sichtfenster (52, 53) enthält.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Deckeleinheit (4) unterseitig am Deckelrahmen (29) und passend zur kartonumrandenden Umschlagkante (21) des offenen Kartons (12) ein elastisches Dichtungselement (20) angeordnet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (5, 6, 7, 8) als ineinander gesteckte und relativ zueinander bewegbare Teilelemente (58, 59; 60, 61) ausgebildet sind, wobei jeweils ein unteres Teilelement (58; 60) am Bodenteil (3) und ein anderes zugehöriges oberes, bewegbares Teilelement (59; 61) an der Dekkeleinheit (4) befestigt, vorzugsweise angeschweißt sind, wobei die einander zugeordneten Teilelemente (58, 59; 60, 61) wahlweise rohrartig und rohrdurchmesserverschieden ausgebildet sind.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Deckeleinheit (4) höhenverstellenden bodengebundenen Deckelverschiebeelemente (9; 10) sich gegenüberliegend zwischen den beiden jeweils seitlich angeordneten Führungselementen (5, 6; 7, 8), insbesondere zwischen den deckelseitigen Teilelementen (59; 61) mittels Halteelementen, insbesondere Haltequerstreben (50, 51) angebunden sind.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelverschiebeelemente (9, 10) eine Hubeinrichtung für die Deckeleinheit (4) darstellen und vorzugsweise aus Pneumatik-Zylindern bestehen, deren einstellbarer Hub ausreicht, um die Deckeleinheit (4) vom offenen Karton (12) aus senkrecht abzuheben und nach Wechsel des Kartons (12) wieder auf die Umschlagkante (21) abzusenken.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zugehörigen Pneumatik-Zylinder über Druckluftleitungen (54, 55) mit Wegeventilen verbunden sind, die zur Druckluftsteuerung in Verbindung stehen.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gestellzugeordnete und vorzugsweise einseitig geöffnete innere Freiraum (11) den Maßen des einschiebbaren Kartons (12) einschließlich einer zugehörigen Karton-Transportunterlage (13) angepasst ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unterseitig an der Deckeleinheit (4) befindliche elastische Dichtungselement (20) eine derartige Breite aufweist, dass nach dem Einschub des Kartons (12) in den Bereitstellungsbereich, insbesondere in den inneren Frei raum (11) und der aufgesetzten Deckeleinheit (4) ein zumindest intensiver Kontakt zwischen dem Dichtungselement (20) und der relativ starren Umschlagkante (21) des Kartons (12) vorhanden ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Deckeleinheit (4) eine Filterpatrone (22) für den Luftausgleich gehört, wobei die Filterpatrone (22) mit dem Karton (12) in luftzugeordneter Verbindung steht und die durch die Partikel (16, 47) verdrängte Luft über die Filterpatrone (22) in den umgebenden Raum als partikelfreie Luft (39) abströmt.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einfüllbereich der Deckeleinheit (4) eine Volumendosiereinrichtung (49) zwecks Vorgabe einer bestimmten Einfüllmenge angeordnet ist, die über eine signaltechnische Verbindung den Betrieb der Partikeleinlagerungseinrichtung (40) auslöst.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikeleinlagerungseinrichtung als eine Partikelverteilungseinrichtung und/oder als eine Partikelverdichtungseinrichtung (40) ausgebildet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelverteilungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Schüttkegel (38) während des Partikeleintrags egalisiert, wenn die Partikel (16) insbesondere durch nur einen vorzugsweise mittig angeordneten Einfüllstutzen (17) eingetragen wird.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandskontrolleinheit (23) mit einer Steuereinrichtung derart verbunden ist, dass von der Füllstandskontrolleinheit (23) Signale zur Höhe des Schüttkegels (38) an eine Steuereinrichtung der Partikelverteilungseinrichtung gegeben werden, die daraufhin den Schüttkegel (38) verdrängt und egalisiert.
Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelverteilungseinrichtung aus mindestens einer motorisch angetriebenen Egalisierungsplatte besteht, die im oberen Bereich der Deckeleinheit (4) derart schwenkbar gelagert ist, dass der Schüttkegel (38) der Partikelschicht (47) während ihres Betriebes weitgehend eingeebnet wird, wobei der motorische Schwenkantrieb der Egalisierungsplatte dabei mittels eines Stellmotors erfolgt.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelverdichtungseinrichtung (40) innerhalb des Bereiches der Deckeleinheit (4) vorzugsweise im Dekkelkasten (37) einen Verschieberahmen (41) aufweist, an dem zwei mittig geteilte Lochplatten (42, 43) schwenkbar gelagert angeordnet sind, die bis zu einer eingestellten Neigung in mittiger Richtung abklappbar sind, wobei der Verschieberahmen (41) die inneren Umfangsmaße des befüllbaren Kartons (12) aufweist und mit mindestens einem dekkeleingebundenen Rahmenverschiebeelement (44, 45) fest verbunden ist, die wahlweise den Verschieberahmen (41) relativ zur arretierten Deckeleinheit (4) heben und senken können.
Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschieberahmen (42) derart dimensioniert ist, dass er in die Kartonwandungen (28) einpassbar ist und seine Hubhöhe innerhalb des Kartons (12) einstellbar ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den deckelseitigen Rahmenverschiebeelementen (44, 45) mindestens ein Verschiebesensor (57) angebracht ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die deckelseitigen Rahmenverschiebeelemente (44, 45) wahlweise auf und/oder in der Deckeleinheit (4) angeordnet sind.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Drucksteuerung der Rahmenverschiebeelemente (44, 45) für die Verschieberahmensenkung eine Druckgegensteuerung der Deckelverschiebeelemente (9, 10) eingeleitet wird, um die Deckeleinheit (4) auf den Umschlagkanten (21) abdichtend zu arretieren.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdichten ein Wechselspiel – Heben und Senken – des Verschieberahmens (41) und der Lochplatten (42, 43) stattfindet, um in mehreren Zyklen die Partikelhäufung (47) zu verdrängen und zu verdichten, bis eine Füllung bis zur finalen Partikelschichthöhe (H) erreicht ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungstechnik dezentral oder auch zentral ausgelegt ist und mehrere Kontrolleinheiten, einschließlich Sensoren aufweist, wobei dazu eine Füllstandskontrolleinheit (23) gehört, die die Art und Weise der Ausbildung der Partikelablagerungsbereiche (47) sowie der Partikelschichtoberfläche (46) im Karton (12) während der Befüllung, insbesondere die Ausbildung des Schüttkegels (38) überwacht.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandskontrolleinheit (23) als eine Mikrowellenschranke ausgebildet ist, die die Höhe des Schüttkegels (38) und die finale Partikelschichthöhe (H) während und nach dem befüllungsunterstützenden Partikeleinlagern – Egalisieren und/oder Verdichten – überwacht.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachungstechnik ein Feststellungssensor (24) zur Kartoneinschubkontrolle gehört, der vorzugsweise im unteren Bereich des Gestells (2) angeordnet ist und der ein Signal übermittelt, wenn der Karton (12) im Bereitstellungsbereich (11) vorhanden ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschiebesensor (25) an mindestens einem der Deckelverschiebeelemente (9, 10) vorhanden ist, der im Wesentlichen auf die Signale der Füllstandskontrolleinheit (23) reagiert und die Deckelverschiebeelementebewegung registriert.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Gestells (2), insbesondere im Bereich des Bodenteils (3) wahlweise eine Wägeeinrichtung zur Ermittlung des Gewichts des Kartons (12) während des Füllvorgangs und zur Unterstützung der Dosierung vorgesehen ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Versorgungsleiste (56) vorhanden ist, in der elektrische Versorgungsleitungen, Signalleitungen und Druckluftleitungen (54, 55) untergebracht sind, die zu den jeweils zugehörigen Elementen und Funktions- teilen, wahlweise auch zur zentralen Steuerungs- und Regelungsanlage geführt sind.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Teil einer Partikelfilteranlage (30) ist, die im Wesentlichen aus einer Filtereinrichtung (32) mit zugehörigem Trichter (33) und einer Partikelzubringereinheit (31) besteht, wobei die Partikelzubringereinheit (31) eine Austragsschnecke (34), die mit dem Trichter (33) in Verbindung steht, und eine nachgeordnete Zellenradschleuse (35) aufweist, deren Ausgang die Partikel (16) austrägt.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Deckeleinheit (4) die die Partikel (16) eintragende Zellenradschleuse (35) angeordnet ist, der eine Dosiereinrichtung, insbesondere die Volumendosiereinrichtung wahlweise nachgeordnet ist, von der aus ein daran angebrachter elastischer Faltenbalg (36) dem Einfüllstutzen (17) abdichtend zugeordnet ist.