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Diese
Erfindung betrifft ein System zum Verpacken mehrerer Behälter in einem
Träger
in einer ausgerichteten Weise.
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Behälterträger sind
oft thermoplastische ringartige Träger, die allgemein „Sechserpack"-Ringe heißen, welche
mehrere Behälter
zu einer einzigen Packung vereinigen. Karton, Pappe und Kunststoffschrumpfverpackung
werden ebenfalls gemeinhin dazu verwendet, mehrere Behälter zu
vereinigen. Die vereinigten Behälter
werden im Allgemeinen willkürlich
ausgerichtet, so dass jeder Behälter
in einer unterschiedlichen Drehausrichtung innerhalb des Trägers angeordnet
ist. Diese willkürliche
Ausrichtung führt
zu Problemen, welche mit dem Darstellen der Packung, insbesondere
dem Warenzeichen und den Grafiken der Behälter, verbunden sind. Zusätzlich ist es
oft vorzuziehen, dass UPC-Etiketten
an den jeweiligen Behältern
richtig ausgerichtet sind, entweder nach innen oder nach außen zeigend.
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Gemäß einem
im Fachgebiet bekannten Verfahren, werden einzelne Behälter nach
dem Verpacken von willkürlich
ausgerichteten Behältern
in dem Behälterträger entweder
manuell oder mechanisch in eine bevorzugte Ausrichtung gedreht.
Die Drehung der Behälter
kann, sobald die Behälter
in dem Behälterträger in Eingriff
sind, die Integrität
des Behälterträgers durch
ein übermäßiges Drehmoment,
welches an den jeweiligen thermoplastischen Ringen in dem Behälterträger angelegt
wird, zerstören.
Alternativ kann die Drehung der Behälter unmöglich sein, wenn die Behälter in
anderen Packungen, welche dem Durchschnittsfachmann bekannt sind,
versiegelt sind.
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Die
WO 03/024808A beschreibt
eine Vorrichtung zum Aufbringen von Etiketten auf Behältern. Die Ausrichtung
des Behälters
wird so bestimmt und der Behälter
so gedreht, dass die Etiketten in einer vorbestimmten Position auf
dem Behälter
aufgebracht werden können.
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Die
US 2003/047475A beschreibt
ein System zur Verpackung von ausgerichteten Behältern.
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Die
DE-B-2806080 beschreibt
eine Ausrichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Deshalb
besteht ein Bedarf an einem System zum Ausrichten von Behältern in
einer Packung, ohne die Integrität
des Trägers
zu zerstören
oder den Verpackungsprozess zu verlangsamen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Ausrichtungsvorrichtung zum Ausrichten eines
Behälters
in einer gewünschten
Drehposition vor Anordnen in einem Behälterträger bereitgestellt, wobei die Ausrichtungsvorrichtung
Folgendes umfasst:
eine Lesevorrichtung zum Bestimmen einer
Anfangsausrichtung des Behälters;
ein
Steuersystem zum Bestimmen der kürzesten Strecke
von der Anfangsausrichtung zur gewünschten Drehposition zwischen
einer Richtung im Uhrzeigersinn und einer Richtung entgegen dem
Uhrzeigersinn;
eine Einspannvorrichtung, die mit dem Behälter in Eingriff
und mit dem Steuersystem in Verbindung steht, um den Behälter um
die kürzeste
Drehstrecke in die gewünschte
Drehposition zu drehen; und
ein Sternrad mit mehreren Taschen,
wobei jede Tasche der mehreren Taschen einen Behälter aufnimmt, wobei das Sternrad
die gewünschte
Drehposition des Behälters
von der Einspannvorrichtung zum Behälterträger aufrechterhält,
dadurch
gekennzeichnet, dass ein elastischer Einsatz in jeder Tasche der
mehreren Taschen positioniert ist.
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Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Verpacken
ausgerichteter Behälter
in einem Behälterträger, wie
zum Beispiel einem thermoplastischen Ringträger, einem pappkartonartigen
Träger
oder einem Kunststoffschrumpfverpackungsträger.
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Das
System empfängt
mehrere nicht ausgerichtete Behälter
an einem Einlass. Vorzugsweise wirkt das System mit einer Einlassfördervorrichtung zusammen.
Das System umfasst eine Ausrichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung und eine Verpackungsmaschine zum Platzieren eines Behälterträgers um
mehrere ausgerichtete Behälter herum.
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Gemäß einer
bevorzugten Vorrichtung sind mehrere Einspannvorrichtungen in einem
Rad angeordnet.
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Das
Steuersystem berechnet vorzugsweise die kürzeste Drehstrecke zwischen
Drehen des Behälters
in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder einer Richtung entgegen
dem Uhrzeigersinn auf Grundlage der Differenz zwischen der Anfangsposition
und der gewünschten
Drehposition des Behälters.
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Besondere
Ausführungsformen
gemäß dieser
Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Systems zum Verpacken von Behältern gemäß einem Vergleichsbeispiel,
das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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2 eine
Draufsicht eines Systems zum Ausrichten von Behältern gemäß einem Vergleichsbeispiel,
das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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3 eine
schematische Draufsicht eines Ausrichtungsrades und eines Überführungsbandes gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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4 eine
schematische Draufsicht eines Systems zum Ausrichten von Behältern gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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5 eine
Seitenansicht des Systems zum Ausrichten von Behältern, welches in 4 gezeigt ist,
im Querschnitt;
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6 eine
Seitenansicht einer Einspannvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel,
das keinen Teil dieser Erfindung bildet, im Querschnitt;
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7 eine
perspektivische Seitenansicht einer Druckplatte gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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8 eine
Draufsicht von verschiedenen Verbindungselementen eines Überführungsbandes gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil der Erfindung bildet;
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9 eine
Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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10 eine
Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern, gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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11 eine
Draufsicht eines Behälters,
welcher drei Anzeigefelder aufweist, gemäß einem Vergleichsbeispiel,
das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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12 eine
Seitenansicht einer Packung von ausgerichteten Behältern, gemäß einem
Vergleichsbeispiel, das keinen Teil dieser Erfindung bildet;
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13 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Verpacken von ausgerichteten
Behältern gemäß der Packung,
welche in 9 gezeigt ist, beschreibt;
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14 ein
Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Verpacken von ausgerichteten
Behältern gemäß der Packung,
welche in 12 gezeigt ist, beschreibt.
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15 eine
Draufsicht eines Systems zum Verpacken von Behältern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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16 eine
Vorderansicht des in 15 gezeigten Systems zum Ausrichten
von Behältern
im Querschnitt;
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17 eine
vergrößerte Draufsicht
des in 15 gezeigten Systems zum Ausrichten
von Behältern;
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18 eine
Draufsicht eines Teils einer Ausrichtungsvorrichtung mit mehreren
Taschen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung; und
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19 eine
Seitenansicht eines Teils einer Ausrichtungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung.
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Die 1–5 zeigen
ein Vergleichssystem zur Verwendung mit einer Verpackungsmaschine
zum Ausrichten von Behältern
in einem Behälterträger. Das
System wird vorzugsweise in Verbindung mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen
verwendet, um Behälterträger 55 an
mehreren Behältern 60 anzubringen.
Die Behälterträger 55 können, obwohl nicht
notwendigerweise, aus einem elastischen thermoplastischen Material
gebildet sein, welches mehrere Behälter aufnehmende Öffnungen,
je um mit einem Behälter 60 in
Eingriff zu gelangen, aufweist. Alternativ können andere Verpackungen, wie
zum Beispiel Pappe und Schrumpfverpackung, welche Durchschnittsfachleuten
bekannt sind, in Verbindung mit dem System verwendet werden.
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Bei
einem Beispiel solcher herkömmlicher Verpackungsmaschinen
führt die
Einlassfördervorrichtung 15 die
mehreren Behälter 60 in
die Verpackungsmaschine 20 zu, welche mehrere Backen 22 aufweist.
Die mehreren Backen 22 spreizen den Behälterträger 55 vorzugsweise
auf und bringen jeden Behälter 60 mit
der Behälter
aufnehmenden Öffnung in
Eingriff. Wenn die Backen 22 entfernt werden, ist der Behälterträger eng
anliegend mit mehreren Behältern
in Eingriff, und bei Fehlen eines Systems zum Ausrichten von Behältern ist
jeder Behälter
rotationsmäßig in einer
im Allgemeinen willkürlichen
Ausrichtung positioniert. Bei alternativen Beispielen von solchen
herkömmlichen
Verpackungsmaschinen führt die
Einlassfördervorrichtung 15 die
mehreren Behälter 60 in
Pappträger
zu, die geklebt oder anderweitig versiegelt sind, oder in Kunststoffhülsen, die schrumpfverpackt
oder anderweitig versiegelt werden.
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Das
System gemäß dem Vergleichsbeispiel wirkt mit
der Einlassfördervorrichtung 15 und
der Verpackungsmachine 20 zusammen. Der Einlass 17 des Systems
nimmt mehrere Behälter 60 von
der Einlassfördervorrichtung 15 auf.
Der Einlass 17 kann das Einlassrad 18 zum Transfer
und möglicher
Vereinzelung von Behältern 60 von
der Einlassfördervorrichtung 15 zu
dem Ausrichtungsrad 25 umfassen. Gemäß einem Vergleichsbeispiel
stellt die Einlassfördervorrichtung 15 zwei
einzelne Einordnungsreihen von Behältern 60 dem Einlass 17 des
Systems zur Verfügung.
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Das
System gemäß dem Vergleichsbeispiel ist
vorzugsweise zwischen einer herkömmlichen
Einlassfördervorrichtung 15 und
der Verpackungsmaschine 20 angeschlossen. Gemäß dem Vergleichsbeispiel
umfasst das System eine geringe Stellfläche, um das Nachrüsten von
existierender Ausrüstung
zu ermöglichen.
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Die
mehreren Behälter 60 von
der Einlassfördervorrichtung 15 werden
in den Einlass 17 des Ausrichtungsrads 25 zugeführt. Der
Einlass 17 umfasst das Einlassrad 18, um die Behälter 60 vor
dem Empfang durch das Ausrichtungsrad 25 zu beabstanden und
zu vereinzeln. Das Ausrichtungsrad 25 ist angeordnet, um
jeden Behälter 60 in
eine richtige Ausrichtung zu drehen und gleichzeitig jeden Behälter 60 von
dem Einlass 17 des Systems hin zur Verpackungsmaschine 20 zu
bewegen. Das Ausrichtungsrad 25 ist im Allgemeinen rund
mit mehreren radial beabstandeten Ausnehmungen 27, welche
in einem Umfang gebildet sind, wobei jede Ausnehmung 27 konfiguriert
ist, um einen Behälter 60 der
mehreren Behälter 60 aufzunehmen.
Zu diesem Zweck beginnt das Ausrichtungsrad 25 mit der
Vereinzelung der mehreren Behälter 60 in
getrennte Ausnehmungen 27 oder behält diese bei. Das Ausrichtungsrad 25 ist nicht
notwendigerweise im Allgemeinen rund und kann andere Mittel aufweisen,
welche die Vereinzelung von Behältern 60 ermöglichen.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
enthalten ein oder mehrere Ausnehmungen 27 des Ausrichtungsrades 25 ferner
eine Einspannvorrichtung 30, um mit einem Ende eines Behälters 60 in
Eingriff zu gelangen. Wie am besten in den 5 und 6 gezeigt ist,
enthält
die Einspannvorrichtung 30 vorzugsweise die Buchse 31,
welche eine innere Ausnehmung hat, die gebildet ist, um mit einem
Ende eines Behälters 60 in
bündigem
und/oder zusammenpassendem Kontakt in Eingriff zu gelangen. Bündig, und
zusammenpassend, wird Kontakt zwischen der Einspannvorrichtung 30 und
dem Behälter 60 so
hergestellt, dass der Behälter 60 sich
in Synchronisation mit der Einspannvorrichtung 30 dreht.
Bei dem Vergleichsbeispiel nimmt die innere Ausnehmung der Einspannvorrichtung 30 einen
Flaschenverschluss in zwischen Stegen an dem Flaschenverschluss
und entsprechenden Nuten in der inneren Ausnehmung passendem Eingriff
auf.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
enthält
jede Ausnehmung 27 ferner die Druckplatte 32,
welche ein zur Einspannvorrichtung 30 entgegen gesetztes Ende
des Behälters 60 sichert.
Zu diesem Zweck kann die Druckplatte 32 mit einem Boden
der Flasche, wie in 5 gezeigt, in Eingriff gelangen.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
ist der Nocken 34 bezüglich
der Druckplatte 32 wirkverbunden und bewegt die Druckplatte 32 zu
der Einspannvorrichtung 30. Wenn sich das Ausrichtungsrad 25 dreht,
wird die Druckplatte 32 in Eingriff zur Einspannvorrichtung 30 angehoben.
Die Druckplatte 32 ist verschiebbar bezüglich der Einspannvorrichtung 30 verbunden.
Die Einspannvorrichtung 30 kann ferner die Feder 28 enthalten,
um den Behälter 60 in
Position zwischen der Buchse 31 und der Druckplatte 32 vorzuspannen.
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Infolgedessen
gelangt der Behälter 60,
wie zum Beispiel eine Flasche, fest zwischen der Einspannvorrichtung 30 und
der Druckplatte 32 in Eingriff. Wie in 7 gezeigt
ist, umfasst die Druckplatte 32 eine im Allgemeinen flache
glatte Oberfläche,
die das Dre hen eines Bodens des Behälters 60 ermöglicht.
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Der
Motor 35 ist mechanisch an die Einspannvorrichtung 30 gekoppelt,
um den Behälter 60 zu
drehen. Gemäß dem Vergleichsbeispiel
rotiert der Motor 35 die Einspannvorrichtung 30,
und rotiert folglich den Behälter 60,
wenn die Einspannvorrichtung 30 mit dem Behälter 60 in
Eingriff gelangt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist mindestens ein Sensor 37 zusätzlich bezüglich des
Ausrichtungsrads 25 verbunden, um die ausgerichtete Position des
Behälters 60 aufzufinden
und die Drehung des Behälters 60 anzuhalten.
Der Sensor 37 sendet bei dem Vergleichsbeispiel ein elektronisches
Signal an den Motor 35, wodurch die Drehung des Behälters 60 in
einer ausgerichteten Position angehalten wird.
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Um
die Leistung des Sensors 37 zu optimieren, enthält jeder
Behälter
ferner eine Kennzeichnungsmarkierung 65, welche an dem
Behälter 60, wie
in 10 gezeigt, oder an oder in dem Behälteretikett 62,
wie in 9 gezeigt, angeordnet ist. Gemäß dem Vergleichsbeispiel umfasst
solch eine Kennzeichnungsmarkierung 65 eine visuell nicht wahrnehmbare
Markierung, wie zum Beispiel eine Ultraviolettkennzeichnungsmakierung,
welche an dem Behälter 60 angeordnet
ist. Als Alternative dazu kann der Sensor 37 eine vorhandene
Grafik oder ein physisches Merkmal des Behälters 60 lesen, wie
zum Beispiel ein Design/eine Grafik in dem Behälteretikett 62 oder
eine Position einer Naht in einer Seitenwand des Behälters 60 oder
einer Naht in dem Behälteretikett 62.
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Die
Behälter 60 sind
im Wesentlichen zylindrisch und haben vertikale Achsen. Jeder Behälter 60 kann
in drei 1200-Anzeigefelder unterteilt werden, welche umfangsmäßig um eine
Seitenwand des Behälters 60 angeordnet
sind. Somit kann in Abhängigkeit
der Ausrichtung des Behälters 60 jeder
Behälter 60 ein
unterschiedliches Anzeigefeld zeigen. Somit kann in einem Träger, welcher
drei Behälter 60 in
einer Reihe aufweist, jedes der drei unterschiedlichen Anzeigefelder
nach außen
positioniert werden, um ein einziges Panoramafeld zu umfassen. In
Abhängigkeit
der Trägerkonfiguration
kann der Behälter 60 alternativ
zwei 1800-Anzeigefelder oder irgendeine andere geeignete Gruppe
von Anzeigefeldern, welche umfangsmäßig um eine Seitenwand des
Behälters 60 angeordnet
sind, enthalten.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
umfasst der Sensor 37 eine Ultraviolett-Photozelle. Die
Ultraviolett-Photozelle
liest eine entsprechende Ultraviolett-Kennzeichnungsmarkierung,
welche an jedem Behälter 60 angeordnet
ist. Eine ultraviolette Kennzeichnungsmarkierung ist nicht wahrnehmbar
an jedem Behälter 60,
um so den visuellen Eindruck eines Behälters 60 und/oder
eines Behälteretiketts 62 nicht zu
stören.
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Wenn
der Sensor 37 eine richtige Drehposition des Behälters 60 identifiziert,
dreht der Motor 35 den Behälter 60 um einen bevorzugten
und/oder vorprogrammierten Versatz oder stoppt alternativ die Drehung
des Behälters 60.
Infolgedessen fixiert der Motor 35 die Ausrichtung des
Behälters 60 innerhalb der
jeweiligen Position in einem Ausrichtungsrad 25. Entsprechend
platziert das Ausrichtungsrad 25 individuell und unabhängig einen
ausgerichteten Behälter 60 an
einer Aufnahmeposition an einem vorderen Ende der Verpackungsmaschine 20.
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Wie
in den 1–4 gezeigt,
ist das Überführungsband 40 bezüglich des
Ausrichtungsrads 25 verbunden. Das Überführungsband 40 überführt einen
ausgerichteten Behälter 60 in
einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad 25 zur Verpackungsmaschine 20.
Das Überführungsband 40 greift
einen ausgerichteten Behälter 60 mit
ausreichender Kraft, um eine Drehung zu vermeiden, wenn der ausgerichtete
Behälter 60 entlang
eines stationären
Bodens oder gegen eine stationäre
Wand des Systems gleitet.
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Wie
in den 1 bis 14 gezeigt ist, umfasst das
Vergleichssystem zwei Ausrichtungsräder 25 und zwei Überführungsbänder 40,
welche zusammen zur Ausrichtung und zum Transfer von zwei Reihen
von Behältern 60 führen. Diese
Anordnung beschleunigt den Verpackungsprozess und wirkt auch mit
typischen Verpackungsmaschinen 20 zusammen, welche zwei
Reihen von Behältern 60 aufnehmen.
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Wie
in den 2, 3 und 8 gezeigt, umfasst
das Überführungsband 40 gemäß dem Vergleichsbeispiel
mehrere Finger 45, welche beabstandet sind, um ausgerichtete
Behälter 60 von
dem Ausrichtungsrad 25 aufzunehmen. Die mehreren Finger 45 sind
vorzugsweise tastfähig
bzw. taktil, um so ausgerichtete Behälter 60 zu ergreifen
und jedwede Drehung aus einer ausgerichteten Position heraus zu verhindern.
Wie in 8 gezeigt ist, enthält das Überführungsband 40 mehrere
Verbindungselemente 42, welche bezüglich einer Kette 43 verbunden sind, ähnlich wie
eine Antriebskette, wobei jedes Verbindungselement 42 ein
oder mehrere Finger 45 enthält.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
sind die mehreren Finger 45 in zwei Gruppen von zwei oder mehr
Fingern 45 ausgerichtet, je zwei Gruppen, um mit einem
ausgerichteten Behälter 60 in
Eingriff gelangen. Solch eine Anordnung führt zu einem ausgerichteten
Behälter 60,
welcher mit engem Sitz zwischen den zwei Gruppen von Fingern 45 angepasst ist,
und widersteht einer Drehung eines jeden ausgerichteten Behälters 60 und
dem Kontakt mit jedem benachbarten ausgerichteten Behälter 60.
Das Überführungsband 40,
wie in den 2 und 3 gezeigt,
umfasst eine Ausrichtung der Finger 45, welche so positioniert
sind, dass jedes Paar von benachbarten Verbindungselementen 42 zwei
Gruppen von divergierenden Fingern 45 enthält, um einen
einzelnen Behälter 60 aufzunehmen.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
werden, wenn sich das Überführungsband 40,
und insbesondere die Kette 43 um ein Kettenrad dreht, die
benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 weiter getrennt, als
wenn das Überführungsband 40 sich
in einem linearen Pfad befindet. Somit werden, wenn der Behälter 60 in
das Überführungsband 40 geladen
wird, die benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 gespreizt,
um den Behälter 60 aufzunehmen,
und wenn das Überführungsband 40 einen
linearen Kurs aufrecht erhält,
werden die benachbarten zwei Gruppen von Fingern 45 zusammengezogen,
um den Behälter 60 fest
zu greifen, sogar wenn der Behälter 60 entlang
eines stationären
Bodens und Seiten des Vergleichsystems und/oder der Vergleichsverpackungsmaschine 20 gleitet.
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Das Überführungsband 40 führt ausgerichtete
Behälter 60 von
dem Ausrichtungsrad 25 direkt in die Verpackungsmaschine 20 zu.
Alternativ hält
ein ähnliches
zugehöriges
Band, welches mit dem Überführungsband 40 wirkverbunden
ist, die Ausrichtung der Behälter 60 aufrecht,
wenn solche Behälter
in die Verpackungsmaschine 20 zugeführt werden. Die Verpackungsmaschine 20 kann
die mehreren Backen 22 enthalten, welche angeordnet sind,
um den Behälterträger 55 über zwei
oder mehreren ausgerichteten Behältern 60 anzubringen.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
enthält
das System zur Ausrichtung von Behältern ferner ein elektronisches
Zeitsteuerungssystem, welches verwendet wird, um elektronisch die
Zyklen des Ausrichtungsrades 25 mit der Verpackungsmaschine 20 zu synchronisieren.
Solch eine elektronische Synchronisation vermeidet das Erfordernis,
das Ausrichtungsrad 25 mit der Verpackungsmaschine 20 mechanisch zu
koppeln und zu synchronisieren. Das elektronische Zeitsteuerungssystem
enthält
den Näherungsschalter 80 und
den Kodierschalter 85 in Verbindung zwischen dem Ausrichtungsrad 25 und
der Verpackungsmaschine 20. Der Kodierschalter 85 ist
an einer rotierenden Welle, wie zum Beispiel der rotierenden Welle,
welche in 1 gezeigt ist, der Verpackungsmaschine 20 angeordnet
und steht mit dem Näherungsschalter 80 an
dem Ausrichtungsrad 25 zum Synchronisieren der Zyklen zwischen
dem Ausrichtungsrad 25 und der Verpackungsmaschine 20 in Verbindung.
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Eine
sich ergebende Packung ist in 9 gezeigt,
wobei jeder der Behälter 60 in
derselben Weise ausgerichtet ist, wobei eine Packung von Behältern 60 erzeugt
wird, welche ein einheitliches Erscheinungsbild haben. 10 zeigt
ein zusätzliches Beispiel
der sich ergebenden Packung, wobei die Behälter 60 in Abhängigkeit
der relativen Position des Behälters 60 innerhalb
der Packung ausgerichtet sind.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
berechnet der Sensor 37 oder andere Vorrichtungen innerhalb des
Systems, welche Behälter 60 in
den Ecken 59 des Behälterträgers 55 angeordnet
werden und welche Behälter 60 in
der Mitte 57 des Behälterträgers 55 angeordnet
werden sollen. Basierend auf der beabsichtigten Position eines jeden
jeweiligen Behälters 60 innerhalb
des Behälterträgers 55 richten
das Ausrichtungsrad 25 und der zugehörige Sensor oder Sensoren 37 die
Behälter 60 in
der Ecke 59 des Behälterträgers 55 in
einer zu den Behältern 60 in
der Mitte 57 des Behälterträgers 55 unterschiedlichen Ausrichtung
aus. Dies wird bevorzugt, weil die Behälter 60 in der Ecke 59 des
Behälterträgers 55 eine
visuelle Exposition von 270 oder mehr haben können und die Behälter 60 in
der Mitte 57 des Behälterträgers 55 viel
weniger visuelle Exposition aufweisen. Es kann deshalb zu einer ästhetisch
ansprechenderen Packung führen,
wenn die Behälter 60 in
den Ecken 59 des Behälterträgers 55 rotationsmäßig so ausgerichtet
sind, dass die jeweiligen Etiketten oder Grafiken genau an Ecken 59 der
Packung, wie in 10 gezeigt, zentriert werden.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
weist eine Packung mehrere Behälter 60 auf,
wobei jeder Behälter 60 zwei
oder mehr Anzeigefelder 70 aufweist, wie zum Beispiel drei
Anzeigefelder 71, 72, 73, welche in 11 gezeigt
sind, wobei der Behälterträger 55 entlang
einer Ebene angeordnet ist, und die Behälter 60 so ausgerichtet
sind, dass für
jeden Behälter 60 ein
verschiedenes Anzeigefeld 71, 72, 73 an einer
Seite der Packung sichtbar ist, wie in 12 gezeigt.
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Ein
Verfahren zum Verpacken mehrerer Behälter 60 in einem Behälterträger 55 gemäß dem Vergleichsbeispiel
umfasst das Zuführen
mehrerer Behälter 60 in
das Ausrichtungsrad 25. Jeder Behälter 60 enthält zwei
oder mehr Anzeigefelder 70, welche umfangsmäßig um eine
Seitenwand eines jeden Behälters 60 angeordnet
sind. Das Ausrichtungsrad 25 fixiert vorzugsweise eine
erste Drehposition eines ersten Behälters.
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Gemäß einem
anderen Vergleichsbeispiel ist jede Einspannvorrichtung 30 eingestellt,
um einen unterschiedlichen Versatz zu haben, so dass die Behälter 60 in
dem Behälterträger 55 mindestens
zwei unterschiedliche Ausrichtungen innerhalb einer Reihe von ausgerichteten
Behältern 60 aufweisen.
Die Konfiguration dieses Beispiels, welches zwölf Einspannvorrichtungen 30 aufweist,
ist folglich in der Lage, Behälter 60 in
Sätzen
von eins, zwei, drei, vier, sechs und zwölf auszurichten.
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Gemäß dem Vergleichsbeispiel
zeigt ein Ausgabeschirm, welcher dem System zugeordnet ist, eine
numerische Darstellung einer jeden der zwölf Einspannvorrichtungen 30,
in einer Ordnung (das heißt
01–12)
zusammen mit einer numerischen Darstellung des Drehversatzes und
einem Zähler,
der einen Fehlercode anzeigt. Der Fehlercode zählt die Anzahl der Behälter, die
nicht richtig ausgerichtet sind in einer vorgegebenen Produktionsperiode.
Bei dem Vergleichsbeispiel dreht die Einspannvorrichtung 30 jeden
Behälter 60 um
eine vorbestimmte Anzahl von Drehungen, wie zum Beispiel eine und
eine halbe Umdrehung, um dabei die Kennzeichnungsmarkierung 65 zu
suchen. Wenn keine Kennzeichnungsmarkierung 65 innerhalb
der vorbestimmten Anzahl von Drehungen identifiziert wird, wird
ein Fehlercode eingegeben, in Verbindung mit der jeweiligen Einspannvorrichtung 30.
Deshalb kann, wenn der Fehlercode eine hohe Anzahl von nicht richtig
ausgerichteten Behältern 60 anzeigt,
ein Bediener nachprüfen, um
zu bestätigen,
dass der Sensor 37 sauber ist und/oder richtig funktioniert
oder sich die Einspannvorrichtung 30 richtig dreht.
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Alternativ
können
die Einspannvorrichtungen 30 mit kontinuierlicher Logik
programmiert werden, um sich einer Drehung eines fortwährenden
Stroms von Behältern
durch das Ausrichtungsrad 25 anzupassen. 14 zeigt
ein Flussdiagramm zum Ausrichten von Behältern 60, welche unterschiedliche Anzeigefelder 71, 72, 73 aufweisen
gemäß dem Vergleichsbeispiel.
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Das Überführungsband 40 überführt dann den
ersten Behälter,
den zweiten Behälter
und den dritten Behälter,
je separat in einer fixierten Drehposition von dem Ausrichtungsrad 25 zur
Verpackungsmaschine 20. Die Verpackungsmaschine 20 bringt vorzugsweise
den Behälterträger 55 über dem
ersten Behälter,
dem zweiten Behälter
und dem dritten Behälter
so an, dass das erste Anzeigefeld, das zweite Anzeigefeld und das
dritte Anzeigefeld zusammen eine einheitliche Darstellung zeigen. 12 zeigt eine
Packung, welche drei Behälter
in Ausrichtung mit drei Anzeigefeldern 71, 72, 73,
welche nach außen
von der Packung zeigen, aufweist. Wie oben beschrieben, kann der
Sensor 37 die Kennzeichnungsmarkierung 65 erfassen,
welche an dem Behälter 60 angeordnet
ist, um die erste, zweite und/oder dritte Drehposition des Behälters zu
erfassen und zu fixieren.
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Schließlich können Makros
programmiert werden, um einen Bediener in die Lage zu versetzen, eine
gewünschte
Konfiguration oder Marke von Behältern 60 auszuwählen und
die relativen Versätze werden automatisch
in jede Einspannvorrichtung 30 programmiert. Somit werden,
wenn der Bediener „24er-Pack" und „Zitronen-Limetten-Limonade" auswählt, die
benötigten
Versätze
in jede Einspannvorrichtung 30 eingegeben, so dass das
System eingestellt ist, um Behälter
von Zitronen-Limetten-Limonade in einer 24er-Pack-Konfiguration auszurichten.
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Die 15–19 zeigen
eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstands. Wie in den 15 bis 19 gezeigt
und im Folgenden beschrieben, sind die verschiedenen Elemente mit
verschiedenen, aber ähnlichen
Bezeichnungen wie die vorhergehenden Vergleichsbeispiele bezeichnet,
und es versteht sich, dass verschiedene Merkmale der folgenden Ausführungsform
mit den in den zuvor beschriebenen Vergleichsbeispielen beschriebenen Merkmalen
kombiniert und verwendet werden können.
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15 zeigt
eine Ausrichtungsvorrichtung zum Ausrichten des Behälters 60 in
einer gewünschten
Drehposition vor der Anordnung in einem Behälterträger. Das System gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung ist vorzugsweise zwischen einer herkömmlichen
Einlassfördervorrichtung 15 und
einer Verpackungsmaschine 20 angeschlossen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung umfasst das System eine kleine Stellfläche, um
eine Nachrüstung
bestehender Einrichtungen zu ermöglichen.
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Die
mehreren Behälter 60 von
der Einlassfördervorrichtung 15 werden
vorzugsweise in den Einlass 107 der Ausrichtungsvorrichtung 100 eingeführt, wie
zum Beispiel über
zwei getrennte Spuren gezeigt, die von der Einlassfördervorrichtung 15 divergieren.
Der Einlass 107 kann ein Einlassrad 118 umfassen,
um die Behälter 60 vor
der Aufnahme durch die Ausrichtungsvorrichtung 100 zu beabstanden und
zu vereinzeln. Die Behälter 60 befinden
sich in der Regel in einer willkürlichen
Drehposition, wenn sie in die Ausrichtungsvorrichtung 100 eintreten.
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Die
Ausrichtungsvorrichtung 100 ist vorzugsweise so positioniert,
dass sie jeden Behälter 60 in eine
ordnungsgemäße Ausrichtung
drehen und gleichzeitig jeden Behälter 60 vom Einlass 107 des Systems
zur Verpackungsmaschine 20 bewegen kann. Vorzugsweise ist
die Ausrichtungsvorrichtung 100 im Allgemeinen in einem
Rad mit mehreren radial beabstandeten Einspannvorrichtungen 140 zur
Ineingriffnahme eines Endes des Behälters 60 ausgebildet.
Die Ausrichtungsvorrichtung 100 ist jedoch nicht notwendigerweise
als Rad ausgebildet und kann auch auf eine andere Weise ausgeführt sein, die
eine Ausrichtung der Behälter 60 wie
unten beschrieben gestattet.
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Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Ausrichtungsvorrichtung 100 eine Lesevorrichtung 120 zur
Ermittlung einer Anfangsausrichtung des Behälters 60 und ein Steuersystem 130 zum
Richten des Behälters 60 in
eine ausgerichtete Position. Die Lesevorrichtung 120 kann
eine digitale Kamera 125 oder eine ähnliche Vorrichtung zum Aufnehmen
eines Bildes des Behälters 60 oder
zur anderen Ermittlung der Anfangsausrichtung des Behälters 60 aufweisen.
Insbesondere kann die Lesevorrichtung 120 ein System umfassen, das
von SENCON mit Sitz in Redford Park, Illinois, USA, hergestellt
wird. Das Steuersystem 130 bestimmt vorzugsweise eine kürzeste Drehstrecke
von der Anfangsausrichtung zur gewünschten Drehposition zwischen
einer Richtung im Uhrzeigersinn und einer Richtung entgegen dem
Uhrzeigersinn und stellt dann ein Signal bereit, um den Behälter 60 entweder
im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen, um
die gewünschte
Drehposition in der kürzesten
Drehstrecke zu erreichen. Wie in 19 schematisch
gezeigt, kann sich das Steuersystem 130 räumlich neben
der Lesevorrichtung 120 befinden, oder kann als Alternative
dazu entfernt von der Lesevorrichtung 120 und der Ausrichtungsvorrichtung 100 angeordnet
sein.
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Wie
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
steht die Einspannvorrichtung 140 mit einem Ende des Behälters 60 in
Verbindung. Die Einspannvorrichtung 140 steht vorzugsweise
mit einem Steuersystem 130 zum Drehen des Behälters 60 in der
kürzesten
Drehstrecke in die gewünschte
Drehposition in Verbindung. Die Einspannvorrichtung 140 ist
demgemäß in der
Lage, sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn
zu bewegen, um den Behälter 60 in
der kürzesten
Drehstrecke und somit der kürzesten
Zeitdauer in die gewünschte
Drehposition zu bewegen. Deshalb ist vorzugsweise ein bidirektionaler
Motor 145 an der Einspannvorrichtung 140 angeschlossen
und steht mit dem Steuersystem 130 in Verbindung.
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Das
Steuersystem 130 der Ausrichtungsvorrichtung 100 berechnet
dadurch vorzugsweise einen Abstand zwischen der Anfangsausrichtung
des Behälters 60 und
der gewünschten
Drehposition des Behälters 60 und
liefert an die Einspannvorrichtung 140 ein Signal zur Bewegung
des Behälters 60,
um die gewünschte
Drehposition in der kürzesten
Drehstrecke zu erreichen. Wie am besten in 16 gezeigt,
enthält
die Einspannvorrichtung 140 vorzugsweise eine Kappe 142 mit
einem inneren Hohlraum, der zum Eingriff mit einem Ende des Behälters 60 in bündigem und/oder
zusammenpassenden Kontakt ausgebildet ist. Ein bündiger und vorzugsweise zusammenpassender
Kontakt wird zwischen der Einspannvorrichtung 140 und dem
Behälter 60 gebildet, so
dass sich der Behälter 60 synchron
mit der Einspannvorrichtung 140 dreht.
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Im
Gegensatz zu hier beschriebenen Ausführungsformen des Stands der
Technik identifiziert die vorliegende Ausführungsform einen bekannten Ausgangspunkt,
wenn die Lesevorrichtung 120 die anfängliche Drehposition des Behälters 60 identifiziert.
Dies steht im Gegensatz zu zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
bei denen eine anfängliche Drehposition
unbekannt ist und der Behälter 60 so weit
gedreht wird, bis eine bekannte Indexmarkierung erreicht wird. Das
derzeit beschriebene System verbessert die Effizienz des Systems,
weil die Anfangsposition ermittelt oder erfasst wird, wodurch die Drehbewegung
in die gewünschte
Position minimiert wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung, die am besten in den 15 und 17 gezeigt
wird, enthält
die Ausrichtungsvorrichtung 100 mehrere Einspannvorrichtungen 140,
die in einem Rad, wie zum Beispiel dem gezeigten Ausrichtungsrad 110,
angeordnet sind. Solch eine Anordnung gestattet die Drehung von
Behältern 60 in
eine ausgerichtete Position, während
solche Behälter gleichzeitig
zur Verpackungsmaschine 20 bewegt werden.
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Darüber hinaus
umfasst das vorliegende System ein Sternrad 150 mit mehreren
Taschen 160. Das Sternrad 150 leitet vorzugsweise
Behälter 60 in einer
gewünschten
Drehposition oder ausgerichteten Position von der Ausrichtungsvorrichtung 100 zur Verpackungsmaschine 20.
Jede Tasche 160 des Sternrads 150 nimmt Behälter 60 auf
und hält
die gewünschte
Drehposition des Behälters 60 von
einer jeweiligen Einspannvorrichtung 140 zum Behälterträger in der
Verpackungsmaschine 20 aufrecht. Im Gegensatz zu anderen
hier beschriebenen Ausführungsformen,
erfordert die vorliegende Ausführungsform
kein Überführungsband
oder eine ähnliche
Vorrichtung, da die ausgerichteten Behälter 60 direkt vom
Ausrichtungsrad 110 zum Sternrad 150 gegeben werden.
Solch eine direkte Überführung minimiert
die Wahrscheinlichkeit eines Ausrichtungsverlustes jedes Behälters 60.
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Des
Weiteren enthält
das Sternrad 150 einen elastischen Einsatz 170,
der in jeder Tasche 160 positioniert ist, und eine Gleitplatte
oder Schiene 180, die um einen Außenumfang des Sternrads 150 positioniert
sind. Jeder ausgerichtete Behälter 60 ist
vorzugsweise zwischen dem elastischen Einsatz 170 und der
Gleitplatte oder der Schiene 180 eingeklemmt, wodurch die
Drehposition des Behälters 60 aufrecht
erhalten wird, während
der Behälter 60 um das
Sternrad 150 zur Verpackungsmaschine 20 bewegt
wird. Die Gleitplatte oder die Schiene 180 enthält vorzugsweise
eine glatte Fläche
oder Beschichtung, wie zum Beispiel TEFLON, um es den ausgerichteten
Behältern 60 zu
gestatten, ohne Unterbrechung der Drehposition frei zu drehen.
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Demgemäß umfasst
ein bevorzugtes Verfahren zur Verpackung mehrerer Behälter in
einem Behälterträger das
Zuführen
von Behältern
in ein Ausrichtungsrad 110 mit einer oder mehr Einspannvorrichtungen 140,
die jeden Behälter 60 in
Eingriff nehmen. Das vorliegende System erfasst dann eine Anfangsposition
des Behälters 60 und
dreht den Behälter 60 auf
Grundlage einer Berechnung mit der Einspannvorrichtung 140 in
einer kürzesten
Drehstrecke aus der Anfangsposition des Behälters 60 in eine ausgerichtete
Position des Behälters 60.
Die ausgerichtete Position des Behälters 60 wird dann
fixiert und der Behälterträger wird über zwei
oder mehr ausgerichtete Behälter 60 angebracht.
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Die
oben beschriebene Berechnung erfolgt vorzugsweise im Steuersystem 130 und
umfasst das Vergleichen der Anfangsposition des Behälters 60 mit
einer gewünschten
Drehposition des Behälters 60 und
dann Berechnen der kürzesten
Drehstrecke zwischen dem sich drehenden Behälter 60 in einer Richtung
im Uhrzeigersinn oder einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn
auf Grundlage der Differenz zwischen der Anfangsposition und der
gewünschten
Drehposition des Behälters 60.
Infolge des beschriebenen Protokolls wird jeder Behälter 60 um
weniger als 180° gedreht,
wodurch Zeit gespart wird und eine schnellere Ausrichtung von Behältern 60 als
es zuvor möglich
war gestattet wird.