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EP2819924A1 - Vorrichtung und verfahren zum reduzieren von rückstellkräften von packungsmänteln in einer füllmaschine - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum reduzieren von rückstellkräften von packungsmänteln in einer füllmaschine

Info

Publication number
EP2819924A1
EP2819924A1 EP13715621.2A EP13715621A EP2819924A1 EP 2819924 A1 EP2819924 A1 EP 2819924A1 EP 13715621 A EP13715621 A EP 13715621A EP 2819924 A1 EP2819924 A1 EP 2819924A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
packing
jacket
packing jacket
edges
filling machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP13715621.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2819924B1 (de
Inventor
Klaus Baltes
André VETTERS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elopak AS
Original Assignee
Elopak Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elopak Systems AG filed Critical Elopak Systems AG
Publication of EP2819924A1 publication Critical patent/EP2819924A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2819924B1 publication Critical patent/EP2819924B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/24—Breaking creases to facilitate setting-up cartons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/12—Feeding flexible bags or carton blanks in flat or collapsed state; Feeding flat bags connected to form a series or chain
    • B65B43/14—Feeding individual bags or carton blanks from piles or magazines
    • B65B43/16—Feeding individual bags or carton blanks from piles or magazines by grippers
    • B65B43/18—Feeding individual bags or carton blanks from piles or magazines by grippers by suction-operated grippers
    • B65B43/185—Feeding individual bags or carton blanks from piles or magazines by grippers by suction-operated grippers specially adapted for carton blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/26—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks
    • B65B43/28—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks by grippers co-operating with fixed supports
    • B65B43/285—Opening or distending bags; Opening, erecting, or setting-up boxes, cartons, or carton blanks by grippers co-operating with fixed supports specially adapted for boxes, cartons or carton blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/74—Auxiliary operations
    • B31B50/76—Opening and distending flattened articles
    • B31B50/78—Mechanically
    • B31B50/782—Mechanically by pushing the opposite ends of collapsed blanks towards each other

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing restoring forces of packing coats in a filling machine, wherein each flat-folded packing jacket four by parallel outer and inner fold edges
  • Processing step is performed on the recorded
  • Transport device is located.
  • the usually cuboid packaging containers are provided with folded edges and welded together to form packaging due to the better transportability
  • the at least one conveyor line of the filling machine, the flat folded packaging coats are fed from a magazine.
  • the packing coats are stacked,
  • a removal and unfolding device comprises a gripper for detecting one of the two on the removal side of the
  • Movement direction arranged behind the guide Retaining elements for receiving the outer creasing edges of the unfolded packing jacket.
  • the removal and unfolding device folds the initially flat folded packaging jacket into a packing jacket forming a rectangle in cross-section.
  • Packing jacket is from a transport device
  • the packing containers produced from the packing shells are sterilized, filled and subsequently closed.
  • the preparation of the package bottom is usually
  • each receptacle comprises a plurality of arms or profiles that come to rest on the outside, in particular directly next to the bent edges of the unfolded packing jacket or of the packing container.
  • the receptacles form cells into which the unfolded packing shells or packing containers can be inserted; one speaks then of a cellular wheel.
  • a removal side (7) of the magazine (2) releases the two forward-facing packing walls (5a, 5b) of the respective front packing jacket (1). So that the packing shells (1) do not fall out of the magazine on the removal side (7), retaining elements (8a, 8b) are arranged on the removal side (7), which extend along the outer folding edges (3a, 3b) of the
  • front packing jacket (1) extend.
  • the respective front packing jacket (1) is not removed in the full width of the two packing walls (5a, 5b). Rather, the
  • a suction gripper (9) is used, which is fastened to a swivel arm (11) pivotably arranged about a vertical axis (10). By a about the axis (10) running pivoting movement of the suction pad (9) first solves the outer bending edge (3 a) of the
  • the packing jacket (1) with the other of the two released packing walls (5b) is slidably guided along a curved guide surface (12) of a guide element (13).
  • the guide surface (12) causes in the
  • the holding element (16) serves to receive the outer bending edge (3b) of the unfolded packing jacket (1). Also in the direction of the travel path (14) behind the guide surface
  • Packing jacket in cross-section forms a rectangle. This orientation is necessary for transferring the completely unfolded packing jacket to the transport device downstream of the removal and unfolding device, such as, in particular, the transport wheels mentioned in the introduction.
  • the restoring forces increase with the unfolding of the initially flat folded package jacket (1) into a packing jacket forming a cross-sectionally parallelogram, in particular a rectangle.
  • Inner angle (15a, 15b) of the packing jacket for a short time is slightly more than 90 °, as can be seen from Figure 1 c).
  • This cycle extension reduces the working speed of the entire filling machine.
  • EP 0 978 453 A discloses a withdrawal
  • Packing mantle passes along a transport route.
  • the packing jacket is at the transfer to the Transporteineides by means of a folding means short term overstretched, the pivoting at the extraction and
  • Folding device is arranged. Overstretching reduces the restoring forces.
  • EP 0 356 824 A1 discloses a method for unfolding a flat-folded package jacket by means of a
  • EP 0339 116 A2 discloses a method for reducing restoring forces of packing jackets in one
  • Carton assembly device wherein the flat folded packaging coats are individually removed from the magazine by means of a circulating conveyor with suction cups and erected by means of guide elements to form a rectangular cross-section packing jacket.
  • the conveyor immediately hands over the erected packing jacket
  • Means for reducing the restoring force comprising two revolving upper conveyor belts and two circumferential lower conveyor belts with protrusions disposed thereon.
  • the two upper conveyor belts form an inlet side
  • DE 933 918 B discloses a device for reducing the restoring force of an erected packing jacket in a filling machine in which the flat folded
  • Rectangle forming packing jacket are erected.
  • a relaxation ruler which performs a swinging movement around the lower folding box edge.
  • the withdrawal blade holds the erected packing jacket on a support until the packing jacket has been completely folded flat by the expansion guide.
  • US 5 007 889 A discloses a device for removing and unfolding a flat-folded package sheath from a magazine, the unfolding of the package sheath being effected with a deployment arm. During the removal of the
  • Suction gripper is at the same time the restoring force of the
  • the invention is based on the object to provide a method that adapted to the respective material of the package shell
  • the object is achieved in a method of the type mentioned above in that the restoring force is reduced by temporarily increasing the internal angle between the packing walls at the outer edges of the bend to more than 90 °, while the erected packing jacket on the
  • Transport path of the transport device is located.
  • the reduction of the restoring force is carried out with the help of a
  • Transport device arranged, independent of the removal and Aufffaltvortechnische device for reducing the restoring force.
  • the invention uses free time window on the transport path, which downstream of the removal and Auffaltvortechnische
  • Transport device for the reduction of the restoring force. This makes it possible to carry out an adapted overstretching at shorter cycle times for the unfolding and removal process.
  • the shortened cycle times allow a higher operating speed of the entire filling machine.
  • the free time windows in the stepwise driven, downstream transport facilities are created by
  • the at least one processing step in particular the formation of the
  • Pack bottom is during a standstill interval at a processing station along the transport path
  • Processing station has not been used to act on the packing jacket.
  • Restoring force is the friction of the packing coats when
  • Transport device arranged, from the removal and
  • Folding device independent device for reducing the restoring force in the erected packing jacket by temporarily increasing the inner angle between the
  • Packing walls at the outer crease edges is increased to more than 90 °.
  • the downstream transport device is preferably operated stepwise to allow a proper transfer of the erected packing jacket to the transport device and to the erected packing jacket the perform at least one processing step, such as
  • the downtimes caused by the stepwise operation of the transport device are preferably not only used to carry out the at least one work step, but also to reduce the restoring force.
  • the restoring force can also be reduced during a movement of the erected packing jacket along the transport path.
  • a method preferably used during the stoppage of the stepwise operated transport device for reducing the restoring force consists in the outer bending edges in the direction of the cross-sectional diagonal between the outer creases of the upright
  • Movement length the required overstretching can be adjusted to the height of the material-dependent restoring forces.
  • Creasing edges is preferably increased to an angle in the range between 120 ° to 180 °. Such enlargement was in the interest of reasonable cycle times for the removal and Auffaltvorgang at modern filling machines no longer justifiable. According to the invention, it is even possible on the transport path of the downstream transport device due to the now available time window, repeats the internal angle between the packing walls at the outer fold edges temporarily to more than 90 °, in particular
  • each receptacle Preferably designed as a transport wheel, which has a plurality of radially outwardly extending receptacles for each a packing jacket, each receptacle has a plurality of profiles, which at and / or next to the bending edges of the
  • Packing mantle can be brought to the plant and the
  • Transport means a drive for rotating the
  • Transport wheel has around a rotation axis.
  • Transport wheels in filling machines have four shots arranged uniformly over the circumference of the axis of rotation.
  • Drive of the transport wheel is as a stepper drive
  • a device for reducing the restoring force during the stoppage of the transport wheel can be particularly favorably integrated into the filling machine, if each receptacle has at least a first profile, which can be brought to bear on or next to one of the two outer creases of the packing jacket and the recording at least two second Has profiles that can be brought to bear next to the other of the two outer creases of the packing jacket.
  • the restoring force of the erected in cross-section rectangle packing jacket causes the
  • the receptacle has only a first profile, this is preferably designed as an angle profile, which can be brought to bear against the bending edge.
  • ausgestaltetem transport wheel is used as a device for
  • Reducing the restoring force during standstill of the transport wheel preferably provided at at least one of the two outer crease edges temporarily engageable pusher, which is adapted such that it is in the direction of between the outer creases of the erected packing jacket extending
  • Cross-sectional diagonal is movable.
  • the distance of the second profiles from the outer buckling edge is preferably determined so that the pushing element is movable through the rods in the direction of the outer buckling edge.
  • Diagonal cross-section whereby the inner angle between the packing walls at the outer crease edges is increased to more than 90 °.
  • Push element in the direction of the cross-sectional diagonal is determined until the restoring force is broken.
  • the packing jacket is supported on the first profile of the receptacle. After retraction of the pusher element, the packing jacket again straightens until it again comes to rest on the two second profiles.
  • the receptacle has a first and a second, each configured as an angle profile profile, which can be brought to the outer fold edges to the plant.
  • One of the two angle profiles has a push element
  • Packungsmantels extending cross-sectional diagonal is movable.
  • each receptacle has two first mounts, the two first mounts receiving one of the two outer creases and one of the two inner creases of the package mantle, each receptacle receiving two second mounts wherein the two second holders receive the other of the two outer crease edges and the other of the two inner crease edges of the packing jacket, that the two first holders are fixedly arranged on the transport wheel and the second holders are arranged in such a way
  • Transport device can already take place when the flat folded packing jacket in cross-section to a
  • Parallelogram is erected, whose cross section is only about 1/3 of the rectangular cross section of the fully erected packing jacket. The thus only partially erected packing jacket is pushed into the receptacle of the transport wheel, due to the
  • pivotally mounted second brackets is able to safely receive the partially erected packing jacket.
  • the complete erection of the flat-folded packing jacket is partially in the
  • the two second mounts of each receptacle are
  • the two first brackets can be connected to a single profile.
  • the pivoting movement of the two second holders initially causes the complete erection of the
  • the filling machine has a device for pivoting the two second
  • the device comprises a cylinder cam gear having a cylindrical, fixed cam body coaxial with
  • Cylindrical curve guided sensing element and a linkage which is connected on one side with the sensing element and on the other side with the second holders.
  • the cylinder curve in the cam body is designed such that first the second pair of holders erects the packing jacket into a rectangle or square.
  • Cylinder turn causes a continuation of the pivoting movement, whereby the inner angle between the packing walls is increased at the outer crease edges to more than 90 °.
  • Such a configuration of the cylinder curve causes the device to reduce the restoring force during the rotation of the transport wheel is active.
  • Cylinder cam for example, with a mechanically operated plunger, moved from a starting position in the direction of the axis of rotation of the transport wheel, whereby the pivotal movement of the second brackets despite stoppage of the transport wheel will continue. After pivoting the second holder for the purpose of reducing the restoring force is the
  • Cylindrical curve formed annular, so that the second brackets are no longer moved over the linkage during the following rotation of the transport wheel by one step angle until it rotates about the last
  • Transport wheel are pivoted so that the only partially erected packing jacket is inserted into the receptacle.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view
  • Figure 3 is a partial view of the filling machine after
  • Figures 4 a - d is a schematic view of
  • FIGS. 2 and 3 a schematic representation of
  • Figure 7 is a partial view of the filling machine
  • FIG. 6 during the rotation of the
  • FIGS. 8 a - d show a schematic representation of the
  • Embodiment of a filling machine in which the reduction of the restoring force takes place during rotation of the transport wheel and
  • Figure 10 a - c is a schematic representation of
  • the magazine (2) includes
  • Removing side (7) of the magazine (2) are the two front packing walls (5 a, b) of the total four packing walls (5 a, b, 6 a, b) of the front pack shell (1) free.
  • Subsequent removal and unfolding device comprises a suction gripper (9) with three pneumatic suckers for detecting the at the removal side (7) released packing wall (5 a).
  • the suction pad (9) is along a straight line
  • Packing wall (5 a) is arranged slidably.
  • the removal and Auffaltvorraum also has a flat guide surface (24) for the outer bending edge (3 b) of the other of the two released packing walls (5 b) of the packing jacket (1).
  • the planar guide surface (24) guides the outer bending edge (3 b) in a sliding manner.
  • Guide surface (24) is a stationary holding element (17) for receiving the outer bending edge (3 a).
  • Retaining element (25) for receiving the diametrically opposite outer bending edge (3 b) is reciprocable between an initial position shown in Figures 4 a - c and an end position shown in Figure 4 d by means of a linear drive. Both the stationary holding element (17) and the movable
  • Retaining element (25) are designed as an angle profile.
  • Angle profiles arrive in the end position shown in Figure 4 d on the package walls (5 a, 6 a and 5 b, 6 b) to the plant.
  • the transport device (26) comprises a about a rotational axis (28 a) rotatable transport wheel (29) with four radially outwardly extending receptacles, each having a first profile (30) and two second profiles (31).
  • the first profile (30) is designed as an angle guide and can be brought to the outer bending edge (3 b) to the plant.
  • the two second profiles (31) are designed as rod profiles and are
  • the first and second profiles (30, 31) form cells into which the unfolded packing shells with a rectangular cross-section can be inserted.
  • the axis of rotation (28 a) of the transport wheel (29) lies in a vertical plane transverse to the conveyor line (23) of the filling machine.
  • the transport wheel (29) is rotated by a drive, not shown, step by step by 90 ° about the axis of rotation (28a).
  • the unfolded packing shells (1) to further, not in the figures
  • a device (32) for reducing the restoring force is arranged at the transport device.
  • the device (32) for reducing the restoring force comprises
  • Movement drive (35) is connected.
  • the designed as an angle profile thrust element (33) extends parallel to the outer bending edge (3 a), at which it is temporarily brought into abutment, the buckling edge (3 a) formed on the between the legs of the angle profile on the inside edge (36) is applied.
  • the moving drive (35) is fixed to the frame (20) of the filling machine.
  • the filling machine according to FIGS. 2, 3 operates as follows:
  • Push element (33) at the outer bending edge (3 a) comes to rest.
  • Packing jacket (1) enters the horizontal right-facing standstill position and a reduction of
  • Filling machine differs from the filling machine shown in Figures 2 and 3 in that a not yet fully erected to a rectangle or square packing jacket (1) to the vertically pointing downwards
  • the filling machine shown has matching components as the filling machine partially shown in Figures 2 and 3, are corresponding reference numerals
  • the transport wheel (29) also has four receptacles, each receptacle having a first, radially outwardly extending profile (40) which is stationary on the
  • Transport wheel (29) is arranged.
  • the first profile (40) is Angled at the side edges. The angled ones
  • Profile areas form first holders (41) for receiving the outer buckling edge (3 a) and the inner bending edge (4 a) of the packing jacket (1).
  • a second profile (42) also extends radially outward and is also angled in the edge regions. The angled regions form second holders (43) for receiving the other outer bending edge (3 b) and the other inner bending edge (4 b) of the packing jacket (1).
  • the second profile (42) is designed as a coupling of a linkage with four joints, which converts a straight-line movement of a linkage (44) in a swinging movement of the second profile (42).
  • the coupling mechanism has two rockers (45) which at one end to in
  • Extension of the second profile (42) arranged cantilevers (46) are articulated and the other end hinged to the
  • Axle body (28 b) of the transport wheel (29) are articulated.
  • the rockers (45) move parallel to the side walls (6 a, 5 b) of the packing jacket (1).
  • the linkage (44) is made in two parts.
  • the linkage is divided into an angled portion (44 a) and a straight-line portion (44 b).
  • the angled part (44 a) is hinged to the underside of the second profile (42).
  • At the opposite end of the angled portion (44 a) is pivotally connected to the straight part (44 b).
  • the rectilinear portion (44 b) is connected at the gelenkfernen end with a sensing element (47) in the form of a cam roller.
  • the rectilinear portion (44 b) is of a non-rotatably connected to the axle body (28 b) guide member (48) in
  • the sensing element (47) is part of a cylinder cam gear (49).
  • the cylinder cam gear (49) has coaxially with the axis of rotation (28 a) of the transport wheel (29) a fixedly arranged on the frame (20) cam body (50).
  • a cylinder curve (51) is introduced in the form of a groove which the scanning element (47) leads.
  • a portion (52) of the cylinder cam (51) is part of a in the direction of the axis of rotation (28 a)
  • the segment (53) is in a gate (54) of the cam (50) by means of an actuating member (55) reciprocable. The movement takes place with the aid of a drive not shown for clarity.
  • Figure 8 a shows a plan view of the vertically downwardly facing receiving the transport wheel (29). In this position of the recording is only partially to a
  • the packing jacket (1) is erected into a rhombus, which has about 1/3 of the square cross section of the fully erected packing jacket (1).
  • the transport wheel (29) is further rotated in a clockwise direction (56) by a step angle of 90 ° so that the receptacle points horizontally to the left (compare FIG. 6).
  • the inner angle (39) between the packing walls (5 a, 6 a and 5 b, 6 b) at the outer edges (3 a and 3 b) to more than 90 ° increased.
  • the scanning element (47) is located in the section (52) of the displaceably arranged segment (53) of the housing
  • Step angle of 90 ° in each case in an annular portion (57) of the cylinder cam (51) is guided. As soon as the shot is horizontally to the right, the upright becomes
  • Filling machine has matching components, matching reference numerals are used.
  • reference numerals are used.
  • the essential difference between the filling machine according to FIGS. 9 a) - f) and the filling machine according to FIGS. 6 and 7 is that the reduction of the restoring force takes place exclusively during a movement of the erected packing jacket (1) along the transport path of the
  • Transport wheel (29) takes place, but not during the
  • Embodiments is taken.
  • the device (32) for reducing the restoring force differs from
  • Parallelogram erected packing jacket (1) takes place.
  • the scanning element (47) is located in the cylinder cam (51) at a maximum possible distance from the transport wheel (29).
  • the sensing element (47) is guided on an inwardly guided portion (59) of the cylinder cam (51) in the direction of the transport wheel (29), whereby the linkage ( 44) pivots the second profile (42) into the position shown in FIGS. 9 c), 10 b).
  • Stepping angle further rotated by 90 °, wherein the sensing element (47) has an outwardly guided portion (58) of the
  • Cylinder turn (51) passes.
  • the second profile (42) is pivoted by means of the linkage (44) in the position shown in Figures 10 c), 9 e), in which the packing jacket
  • the processed packing jacket (1) can be transferred to a downstream transport device.
  • the rotation between the position with vertically upwardly facing recording in the position with horizontally facing to the right recording takes place without further pivoting of the second profile.
  • the apparatus according to FIG. 9 described above is used in particular when the cardboard boxes processed in the filling machine have a largely constant quality and the magnitude of the oscillation amplitude of the second profile (42) does not have to be changed for the reduction of the restoring force.
  • the device according to FIGS. 6, 7 is used in particular in such filling machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Making Paper Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Rückstellkräften von Packungsmänteln in einer Füllmaschine. Flach gefaltete Packungsmantel werden aus einem Magazin der Füllmaschine entnommen, zu einem im Querschnitt ein Parallelogramm bildenden Packungsmantel aufgerichtet und anschließend an eine Transporteinrichtung zum Transportieren des aufgerichteten Packungsmantels entlang eines Transportweges übergeben. Um eine an das jeweilige Material des Packungsmantels angepasste Reduktion der Rückstellkraft zu ermöglichen, ohne die Zykluszeit für das Entnehmen und Auffalten des flach gefalteten Packungsmantels zu vergrößern, wird vorgeschlagen, die Rückstellkraft durch zeitweiliges Vergrößern der Innenwinkelzwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkantenauf mehr als 90 ° zu reduzieren, während sich der aufgerichtete Packungsmantelsauf dem Transportweg der Transporteinrichtungbefindet. Die Reduktion der Rückstellkraft kann während der Bewegung oder während eines Stillstandes des Packungsmantels auf dem Transportweg erfolgen. Des Weiteren wird eine Füllmaschine zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Reduzieren von Rückstellkräften von Packungsmänteln in einer Füllmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Rückstellkräften von Packungsmänteln in einer Füllmaschine, wobei jeder flach gefaltete Packungsmantel vier durch parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten
voneinander getrennte Packungswände aufweist und an den äußeren Knickkanten jeweils ein spitzer Innenwinkel zwischen den Packungswänden eingeschlossen ist, umfassend die
Verfahrensschritte,
Einbringen von flach gefalteten Packungsmänteln in ein Magazin der Füllmaschine,
Entnehmen jeweils eines flach gefalteten Packungsmantels aus dem Magazin und Auffalten des flachgefalteten
Packungsmantels zu einem im Querschnitt ein
Parallelogramm bildenden aufgerichteten Packungsmantel mit einer Entnahme- und Auffaltvorrichtung und
Übergeben des aufgerichteten Packungsmantels mit Hilfe einer Übergabevorrichtung an eine Transporteinrichtung zum Transportieren des aufgerichteten Packungsmantels entlang eines Transportweges, wobei mindestens ein
Bearbeitungsschritt an dem aufgericheten Packungsmantel durchgeführt wird, während sich der aufgerichtete
Packungsmantel auf dem Transportweg der
Transporteinrichtung befindet.
Füllmaschinen zur Abfüllung von Produkten, insbesondere flüssiger Lebensmittel, in aus Kartonverbundmaterial
bestehende Packungsbehälter sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Aufbau bekannter Füllmaschinen wird
beispielsweise auf die EP 0 936 992 Bl und die DE 41 42 167 C2 hingewiesen. Die üblicherweise quaderförmigen Packungsbehälter werden aufgrund der besseren Transportfähigkeit aus mit Knickkanten versehenen und zu Packungsmänteln zusammengeschweißten
Packungszuschnitten erst in der Füllmaschine hergestellt. Jeder flach gefaltete Packungsmantel weist vier durch
parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten
voneinander getrennte Packungswände auf. An den äußeren
Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels ist jeweils ein spitzer Innenwinkel zwischen den Packungswänden
eingeschlossen. Die inneren Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels sind zwischen den äußeren Knickkanten
angeordnet. An den inneren Knickkanten des flach gefalteten Packungsmantels ist jeweils ein stumpfer Innenwinkel zwischen den Packungswänden eingeschlossen. Sofern die Packungswände übereinstimmende Abmessungen aufweisen teilen die inneren
Knickkanten die Strecke zwischen den äußeren Knickkanten auf der Mitte.
Der mindestens einen Förderlinie der Füllmaschine werden die flach gefalteten Packungsmäntel aus einem Magazin zugeführt. In dem Magazin sind die Packungsmäntel als Stapel,
üblicherweise aufrecht stehend, hintereinander angeordnet. An einer in Richtung der Förderlinie weisenden Entnahmeseite des Magazins liegen zwei der vier Packungswände des jeweils vorderen Packungsmantels frei. Der Stapel wird an seiner Rückseite in Richtung der Entnahmeseite mit einer Kraft, beispielsweise der einer Feder oder eines Linearantriebs, beaufschlagt, um die Packungsmäntel des Stapels zur
Entnahmeseite hin zu verschieben.
Eine Entnahme- und Auffaltvorrichtung umfasst einen Greifer zum Erfassen einer der beiden an der Entnahmeseite des
Magazins freigegebenen Packungswände, eine Führung für die andere der beiden freigegebenen Packungswände sowie in
Bewegungsrichtung hinter der Führung angeordnete Halteelemente zur Aufnahme der äußeren Knickkanten des aufgefalteten Packungsmantels.
Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung faltet den zunächst flach gefalteten Packungsmantel zu einem im Querschnitt ein Rechteck bildenden Packungsmantel auf. Der aufgefaltete
Packungsmantel wird von einer Transporteinrichtung
übernommen. Entlang der Förderlinie der Füllmaschine werden die aus den Packungsmänteln hergestellten Packungsbehälter sterilisiert, befüllt und anschließend verschlossen. Die Herstellung des Packungsbodens erfolgt üblicherweise
unmittelbar vor dem Befüllen. Anschließend wird üblicherweise der Packungskopf hergestellt. Als Transporteinrichtung kommen insbesondere Transporträder oder umlaufende Förderbänder mit taschenförmigen Aufnahmen für die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter zum Einsatz. Die sich schrittweise drehenden Transporträder weisen mehrere sich radial nach außen erstreckende, parallele Aufnahmen auf. Die Aufnahmen sind üblicherweise als Dorne ausgebildet, auf die die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter aufgeschoben werden; man spricht dann auch von einem Dornrad. In einer anderen Ausgestaltung eines derartigen Transportrades umfasst jede Aufnahme mehrere Arme bzw. Profile, die an der Außenseite, insbesondere unmittelbar neben den Knickkanten des aufgefalteten Packungsmantels bzw. des Packungsbehälters zur Anlage gelangen. In diesem Fall bilden die Aufnahmen Zellen aus, in die die aufgefalteten Packungsmäntel bzw. Packungsbehälter einschiebbar sind; man spricht dann auch von einem Zellenrad.
Nachfolgend wird eine zum Stand der Technik gehörige
Füllmaschine mit Entnahme- und Auffaltvorrichtung der Firma SIG Combibloc GmbH in D-52441 Linnich an Hand der Figur 1 a) - d) näher erläutert: Die flach gefalteten Packungsmäntel (1) sind aufrecht stehend in dem Magazin (2) der Füllmaschine bevorratet. Jeder flach gefaltete Packungsmantel (1) weist vier durch parallel verlaufende äußere Knickkanten (3a, 3b) und innere
Knickkanten (4a, 4b) voneinander getrennte Packungswände (5a, 5b, 6a, 6b) auf.
Eine Entnahmeseite (7) des Magazins (2) gibt die beiden nach vorne zeigenden Packungswände (5a, 5b) des jeweils vorderen Packungsmantels (1) frei. Damit die Packungsmäntel (1) an der Entnahmeseite (7) nicht aus dem Magazin herausfallen, sind an der Entnahmeseite (7) Rückhalteelemente (8a, 8b) angeordnet, die sich entlang der äußeren Knickkanten (3a, 3b) des
vorderen Packungsmantels (1) erstrecken. Der jeweils vordere Packungsmantel (1) wird nicht in der vollen Breite der beiden Packungswände (5a, 5b) entnommen. Vielmehr wird der
Packungsmantel (1) lediglich an einer der beiden
freigegebenen Packungswände (5a) des Packungsmantels (1) an der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) erfasst (vgl. Figur 1 a) ) . Zum Erfassen der Packungswand (5a) dient ein Sauggreifer (9), der an einem um eine senkrechte Achse (10) schwenkbar angeordneten Schwenkarm (11) befestigt ist. Durch eine um die Achse (10) ausgeführte Schwenkbewegung des Sauggreifers (9) löst sich zunächst die äußere Knickkante (3a) von dem
Rückhalteelement (8a), wobei sich bei der weiteren
Schwenkbewegung des Sauggreifers (9) um die gegenüberliegende äußere Knickkante (3b) , die noch von dem Rückhalteelement (8b) gehalten wird, ein flaches Parallelogramm, wie dies insbesondere aus Figur la) erkennbar ist, bildet. Im Laufe der weiteren Schwenkbewegung kommt zunächst die äußere
Knickkante (3b) von dem Rückhalteelement (8b) frei.
Anschließend wird der Packungsmantel (1) mit der anderen der beiden freigegebenen Packungswände (5b) gleitend entlang einer gekrümmten Führungsfläche (12) eines Führungselementes (13) geführt. Die Führungsfläche (12) bewirkt bei der
Bewegung des Packungsmantels (1) entlang des Bewegungswegs (14) eine Vergrößerung der spitzen Innenwinkel (15a, 15b), wobei der Innenwinkel (15a) zwischen den Packungswänden (5b, 6b) und der Innenwinkel (15b) zwischen den Packungswänden (5a, 6a) eingeschlossen sind. In Richtung des Bewegungswegs (14) befindet sich am Ende der gekrümmten Führungsfläche (12) ein Halteelement (16), das in Form einer nutförmigen
Vertiefung in das Führungselement (13) eingebracht ist. Das Halteelement (16) dient der Aufnahme der äußeren Knickkante (3b) des aufgefalteten Packungsmantels (1). Ebenfalls in Richtung des Bewegungswegs (14) hinter der Führungsfläche
(12) befindet sich ein weiteres, ortsfestes Halteelement (17) in Form einer Halteleiste (17) zur Aufnahme der diametral gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3a) . Der Abstand und die Ausrichtung der Halteelemente (16, 17) erfolgt derart, dass der von den Halteelementen (16, 17) aufgenommene
Packungsmantel im Querschnitt ein Rechteck bildet. Diese Ausrichtung ist zur Übergabe des vollständig aufgefalteten Packungsmantels an die der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung, wie insbesondere die eingangs erwähnten Transporträder, erforderlich.
Weil die Packungsmäntel (1) vor dem Einbringen in das Magazin (2) lange im flach gefalteten Zustand gelagert bzw.
transportiert wurden, verursachen die Knickkanten (3a, 3b, 4a, 4b) des Packungsmantels (1) Rückstellkräfte, die dem Auffalten des Packungsmantels (1) entgegenwirken. Mit dem Auffalten des zunächst flach gefalteten Packungsmantels (1) zu einem im Querschnitt ein Parallelogramm, insbesondere ein Rechteck bildenden Packungsmantel nehmen die Rückstellkräfte zu .
Um die Rückstellkräfte zu reduzieren, werden die
Packungsmäntel (1) mit Hilfe der Sauger am Ende der
gekrümmten Führungsfläche (12) etwas über den rechteckigen Querschnitt hinaus bewegt, so dass der zunächst spitze
Innenwinkel (15a, 15b) des Packungsmantels kurzzeitig geringfügig mehr als 90° beträgt, wie dies aus Figur 1 c) erkennbar ist.
Man möchte den Packungsmantel (1) dadurch in den ungeknickten Knickkanten (3a, 3b) überdehnen, damit der Packungsmantel (1) nach dem Aufrichten möglichst genau den gewünschten
rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt (Figur 1 d) ) einnimmt und beibehält. Das Überdehnen der Knickkanten ist jedoch nur bedingt
erfolgreich, weil man je nach Kartonbeschaffenheit den
Packungsmantel mal mehr oder mal weniger überdehnen müsste. Eine individuelle Überdehnung ist jedoch aufgrund des
konstanten Bewegungswegs (14) des Sauggreifers (9) nicht möglich. Hinzu kommt, dass die zusätzliche Bewegung des
Sauggreifers (9) für die Überdehnung Zeit in Anspruch nimmt, wodurch der Entnahme- und Auffaltzyklus verlängert wird.
Diese Zyklusverlängerung reduziert die Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Füllmaschine.
Um trotz des Überdehnens die Geschwindigkeit der Füllmaschine nicht zu stark zu begrenzen, werden die Packungsmäntel mit möglichst hoher Geschwindigkeit entnommen und aufgefaltet. Hierdurch kommt es beim Einschnappen der Knickkanten (3 a, 3 b) in die Halteelemente (16, 17) zu einer hohen
Geräuschentwicklung .
Die EP 0 978 453 A offenbart eine Entnahme- und
Auffaltvorrichtung zum Entnehmen eines flach gefalteten
Packungsmantels aus einem Magazin und zum Auffalten des entnommenen Packungsmantels, die den teilweise, im
Querschnitt zu einem Parallelogramm aufgerichteten
Packungsmantel, an eine Transporteinrichtung umfassend zwei umlaufende Bänder zum Transportieren des aufgerichteten
Packungsmantels entlang eines Transportweges übergibt. Der Packungsmantel wird bei der Übergabe an die Transporteinerichtung mittels eines Faltmittels kurzfristig überdehnt, das schwenkbeweglich an der Entnahme- und
Auffaltvorrichtung angeordnet ist. Durch das Überdehnen werden die die Rückstellkräfte reduziert.
Die EP 0 356 824 AI offenbart ein Verfahren zum Auffalten eines flach gefalteten Packungsmantels mit Hilfe einer
Aufrichtvorrichtung, bei der über einen Hubförderer die flach gefalteten Packungsmäntel zwischen Austragswalzen eingeführt und schräg aufwärts befördert werden. Mit Hilfe einer
Schubeinrichtung sowie Stützen wird der flach gefaltete
Packungsmantel in der Aufrichtvorrichtung aufgefaltet, wobei die Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf nahezu 180° vergrößert werden. Hierbei kommt es zu einer Reduktion der Rückstellkräfte. Danach bewegt sich die Schubeinrichtung von der Seite der Austragswalzen weg, wobei die Schubeinrichtung eine mittlere Position einnimmt, so dass sich der Packungsmantel zu einem quadratischen
Querschnitt entspannt und diesen beibehält. Anschließend schiebt ein Entladefördergerät den zu einem quadratischen Querschnitt aufgerichteten Packungsmantel auf ein Dornrad.
Die EP 0339 116 A2 offenbart ein Verfahren zum Reduzieren von Rückstellkräften von Packungsmänteln in einer
Kartonaufstellungsvorrichtung, wobei die flach gefalteten Packungsmäntel aus dem Magazin mittels eines umlaufenden Förderers mit Saugnäpfen einzeln entnommen und mit Hilfe von Führungselementen zu einem im Querschnitt ein Rechteck bildenden Packungsmantel aufgerichtet werden. Der Förderer übergibt den aufgerichteten Packungsmantel unmittelbar an
Mittel zum Reduzieren der Rückstellkraft, die zwei umlaufende obere Förderbänder und zwei umlaufende untere Förderbänder mit daran angeordneten Vorsprüngen umfassen. Die beiden oberen Förderbänder bilden einlaufseitig einen sich
verjüngenden Schacht, der bewirkt, dass die Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf 180° vergrößert werden, während der Packungsmantel den
Schacht durchläuft. Der derart flach gefaltete Packungsmantel gelangt anschließend in eine Station zum Wiederaufrichten des flach gefalteten Packungsmantels. Nach dem Wiederaufrichten des flach gefalteten Packungsmantels gelangt dieser auf einen Entladungsförderer, der den aufgerichteten Packungsmantel zu einer Füllmaschine fördert.
Die DE 933 918 B offenbart eine Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft eines aufgerichteten Packungsmantels in einer Füllmaschine, bei der die flach gefalteten
Packungsmäntel mithilfe eines Entnahmeschwertes von unten aus einem Magazin entnommen und zu einem im Querschnitt ein
Rechteck bildenden Packungsmantel aufgerichtet werden. Um die Rückstellkraft zu reduzieren, legt sich auf die Oberfläche des aufgerichteten Packungsmantels ein Entspannungslineal, das eine Schwingbewegung um die untere Faltschachtelkante ausführt. Während der Reduktion der Rückstellkraft hält das Entnahmeschwert den aufgerichteten Packungsmantel auf einer Unterlage fest, und zwar bis der Packungsmantel durch das Entspannungslineal vollständig flachgefaltet wurde.
Anschließend wird der Packungsmantel mit Hilfe eines
Fördermittels weitertransportiert . Die US 5 007 889 A offenbart eine Vorrichtung zum Entnehmen und Auffalten eines flach gefalteten Packungsmantels aus einem Magazin, wobei das Auffalten des Packungsmantels mit einem Auffaltarm erfolgt. Während der Entnahme des
Packungsmantels mit an einem Schwenkarm angeordneten
Sauggreifern wird zugleich die Rückstellkraft des
Packungsmantels reduziert, indem der Innenwinkel Θ mit Hilfe des Auffaltarms zeitweilig auf mehr als 90° vergrößert wird. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, dass eine an das jeweilige Material des Packungsmantels angepasste
Reduktion der Rückstellkraft ermöglicht, ohne die Zykluszeit für das Entnehmen und Auffalten des flach gefalteten
Packungsmantels zu vergrößern. Des Weiteren soll eine
Füllmaschine zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen werden .
Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, die
Reduktion der Rückstellkräfte des Packungsmantels von dem Entnahme- und Auffaltvorgang zu entkoppeln. Im Einzelnen wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die Rückstellkraft durch zeitweiliges Vergrößern des Innenwinkels zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90 ° reduziert wird, während sich der aufgerichtete Packungsmantels auf dem
Transportweg der Transporteinrichtung befindet. Die Reduktion der Rückstellkraft erfolgt mit Hilfe einer an der
Transporteinrichtung angeordneten, von der Entnahme- und Aufffaltvorrichtung unabhängigen Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft. Die Erfindung nutzt freie Zeitfenster auf dem Transportweg, der der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordneten
Transporteinrichtung für die Reduktion der Rückstellkraft. Hierdurch ist es möglich, bei kürzeren Zykluszeiten für den Auffalt- und Entnahmevorgang eine angepasste Überdehnung durchzuführen. Die verkürzten Zykluszeiten erlauben eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Füllmaschine. Die freien Zeitfenster bei den schrittweise angetriebenen, nachgeordneten Transporteinrichtungen entstehen durch
ungenutzte Stillstandspositionen und/oder Bewegungsphasen des Packungsmantels entlang des Transportwegs. Der mindestens eine Bearbeitsschritt , insbesondere die Bildung des
Packungsbodens, wird während eines Stillstandsintervalls an einer Bearbeitungsstation entlang des Transportweges
durchgeführt. An Stillstandspositionen des Packunsmantels, beispielsweise zwischen einer Übergabeposition der
Transporteinrichtung und der Bearbeitungsstation wurde das Stillstandsintervall bisher nicht genutzt. Auch die
Bewegungsphase zwischen der Übergabeposition und der
Bearbeitungsstation wurde bisher nicht genutzt, um auf den Packungsmantel einzuwirken.
Durch das angepasste Überdehnen und Reduzieren der
Rückstellkraft wird die Reibung der Packungsmäntel beim
Einschieben bzw. Abziehen von der Aufnahme eines
Transportrades reduziert; außerdem wird verhindert, dass der vollständig aufgerichtete Packungsmantel in sich verdreht ist .
Eine Füllmaschine zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeichnet sich durch eine an der
Transporteinrichtung angeordnete, von der Entnahme- und
Auffaltvorrichtung unabhängige Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft in dem aufgerichteten Packungsmantel durch zeitweiliges Vergrößern des Innenwinkels zwischen den
Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° aus. Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung faltet den zunächst flach gefalteten Packungsmantel zu einem im Querschnitt ein Parallelogramm bildenden aufgerichteten Packungsmantel auf. Der Packunsgmantel nimmt beim Auffalten zu einem
aufgerichteten Packungsmantel maximal einen rechteckigen Querschnitt ein. Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung bewirkt insbesondere keine Reduktion der Rückstellkraft, indem der Packungsmantel über den rechteckigen Querschnitt hinaus aufgefaltet und dadurch der Innenwinkel zwischen den
Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert wird.
Die nachgeordnete Transporteinrichtung wird vorzugsweise schrittweise betrieben, um ein einwandfreies Übergeben des aufgerichteten Packungsmantels an die Transporteinrichtung zu ermöglichen und um an dem aufgerichteten Packungsmantel den mindestens einen Bearbeitungsschritt auszuführen, wie
insbesondere die Bildung des Bodens des Packungsbehälters.
Die durch den schrittweisen Betrieb der Transporteinrichtung entstehenden Stillstandszeiten werden vorzugsweise nicht nur zur Durchführung des mindestens einen Arbeitsschritts, sondern auch zur Reduktion der Rückstellkraft genutzt.
Alternativ kann die Rückstellkraft jedoch auch während einer Bewegung des aufgerichteten Packungsmantels entlang des Transportweges reduziert werden.
Ein bevorzugt während des Stillstandes der schrittweise betriebenen Transporteinrichtung zum Einsatz gelangendes Verfahren zur Reduktion der Rückstellkraft besteht darin, die äußeren Knickkanten in Richtung der Querschnittsdiagonalen zwischen den äußeren Knickkanten des aufgerichteten
Packungsmantels aufeinander zu zu bewegen, so dass sich der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren
Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert. Über die
Bewegungslänge kann die erforderliche Überdehnung an die Höhe der materialabhängigen Rückstellkräfte angepasst werden.
Ein Verfahren zur Reduzierung der Rückstellkraft,
insbesondere während einer Bewegung des aufgerichteten
Packungsmantels entlang des Transportweges einer schrittweise betriebenen Transporteinrichtung, zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert wird, in dem zwei sich gegenüberliegende Packungswände parallel zueinander jeweils um eine der beiden äußeren Knickkanten geschwenkt werden. Durch die Größe des Schwenkwinkels dieser parallelen Schwenkbewegung wird die Höhe der Reduktion der
Rückstellkraft eingestellt. Für die zur Herstellung der Packungsbehälter zum Einsatz gelangenden üblichen Verbundmaterialien hat sich herausgestellt, dass zur Reduktion der Rückstellkraft der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren
Knickkanten vorzugsweise auf einen Winkel im Bereich zwischen 120° bis 180° vergrößert wird. Eine derartige Vergrößerung war im Interesse vertretbarer Zykluszeiten für den Entnahme- und Auffaltvorgang bei moderernen Füllmaschinen nicht mehr vertretbar. Gemäß der Erfindung ist es aufgrund der nunmehr zur Verfügung stehenden Zeitfenster auf dem Transportweg der nachgeordneten Transporteinrichtung sogar möglich, wiederholt den Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten zeitweilig auf mehr als 90°, insbesondere
mindestens 120° zu vergrößern.
Aufgrund ihrer kompakten Bauform sowie Eignung für einen schrittweisen Betrieb, ist die der Entnahme- und
Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung
vorzugsweise als Transportrad ausgestaltet, das mehrere sich radial nach außen erstreckende Aufnahmen für jeweils einen Packungsmantel aufweist, jede Aufnahme mehrere Profile aufweist, die an und/oder neben den Knickkanten des
Packungsmantels zur Anlage bringbar sind und die
Transporteinrichtung einen Antrieb zum Drehen des
Transportrades um eine Drehachse aufweist. Gängige
Transporträder in Füllmaschinen weisen vier gleichmäßig über den Umfang der Drehachse angeordnete Aufnahmen auf. Der
Antrieb des Transportrades ist als Schrittantrieb
ausgestaltet, mit dem die Aufnahmen für die Packungsmäntel nach dem Drehen des Transportrades um einen Schrittwinkel, insbesondere von 90°, in eine Stillstandsposition bringbar sind. Nach dem Übergeben des aufgerichteten Packungsmantels in einer Übergabeposition an das nachgeordnete Transportrad, dreht das Transportrad um den Schrittwinkel weiter, so dass eine weitere Aufnahme des Transportrades in eine mit den Halteelementen der Entnahme- und Auffaltvorrichtung
fluchtende Position dreht. In diese weitere Aufnahme wird unmittelbar im Anschluss an die Drehbewegung ein weiterer Packungsmantel eingeschoben. Durch das Drehen des Transportrades kommt die zuvor mit einem Packungsmantel beladene Aufnahme in eine, insbesondere waagerechte,
Stillstandsposition .
Entweder wird die Vorrichtung zum Reduzieren der
Rückstellkraft während des Stillstandes des Transportrades aktiviert oder während des Drehens des Transportrades um den vorgenannten Schrittwinkel.
Eine Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft während des Stillstandes des Transportrades lässt sich besonders günstig in die Füllmaschine integrieren, wenn jede Aufnahme mindestens ein erstes Profil aufweist, das an oder neben einer der beiden äußeren Knickkanten des Packungsmantels zur Anlage bringbar ist und die Aufnahme mindestens zwei zweite Profile aufweist, die neben der anderen der beiden äußeren Knickkanten des Packungsmantels zur Anlage bringbar sind. Die Rückstellkraft des im Querschnitt ein Rechteck bildenden aufgerichteten Packungsmantels bewirkt, dass der
Packungsmantel sicher in der mindestens drei Profile
aufweisenden Aufnahme gehalten wird. Sofern die Aufnahme lediglich ein erstes Profil aufweist, ist dieses vorzugsweise als Winkelprofil ausgeführt, das an der Knickkante zur Anlage bringbar ist. Die beiden zweiten Profile, die an der
gegenüberliegenden äußeren Knickkante zur Anlage bringbar sind, sind vorzugsweise als Stäbe ausgeführt. In einem mit derartigen ersten und zweiten Profilen
ausgestaltetem Transportrad wird als Vorrichtung zum
Reduzieren der Rückstellkraft während des Stillstandes des Transportrades vorzugsweise ein an mindestens einer der beiden äußeren Knickkanten zeitweilig zur Anlage bringbares Schubelement vorgesehen, das derart eingerichtet ist, dass es in Richtung einer zwischen den äußeren Knickkanten des aufgerichteten Packungsmantels verlaufenden
Querschnittsdiagonale bewegbar ist. Der Abstand der zweiten Profile von der äußeren Knickkante wird vorzugsweise so bestimmt, dass das Schubelement durch die Stäbe hindurch in Richtung der äußeren Knickkante bewegbar ist. Während des
Stillstandes des Transportrades drückt das ortsfest gelagerte Schubelement den Packungsmantel entlang der
Querschnittsdiagonalen zusammen, wodurch der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert wird. Der Verfahrweg des
Schubelementes in Richtung der Querschnittsdiagonale wird so bestimmt, bis die Rückstellkraft gebrochen ist. Dabei stützt sich der Packungsmantel an dem ersten Profil der Aufnahme ab. Nach dem Zurückziehen des Schubelementes richtet sich der Packungsmantel wieder so weit auf, bis er wieder an den beiden zweiten Profilen zur Anlage gelangt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, dass die Aufnahme ein erstes und ein zweites, jeweils als Winkelprofil ausgestaltetes Profil aufweist, die an den äußeren Knickkanten zur Anlage bringbar sind. Eines der beiden Winkelprofile weist einen als Schubelement
ausgestalteten Abschnitt auf, der zeitweilig in Richtung der zwischen den äußeren Knickkanten des aufgerichteten
Packungsmantels verlaufenden Querschnittsdiagonale bewegbar ist .
Eine nahezu vollständige Integration der Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft in das Transportrad wird dadurch erreicht, dass jede Aufnahme zwei erste Halterungen aufweist, wobei die beiden ersten Halterungen eine der beiden äußeren Knickkanten und eine der beiden inneren Knickkanten des Packungsmantels aufnehmen, jede Aufnahme zwei zweite Halterungen aufweist, wobei die beiden zweiten Halterungen die andere der beiden äußeren Knickkanten und die andere der beiden inneren Knickkanten des Packungsmantels aufnehmen, dass die zwei ersten Halterungen ortsfest an dem Transportrad angeordnet sind und die zweiten Halterungen derart
schwenkbeweglich an dem Transportrad angeordnet sind, so dass durch die Schwenkbewegung der beiden zweiten Halterungen zwei gegenüberliegende Packungswände parallel zueinander jeweils um eine der beiden äußeren Knickkanten schwenkbar sind. Durch Verschwenken der beiden zweiten Halterungen während des
Stillstandes oder des Drehens des Transportrades wird
zeitweilig der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert und dadurch die Rückstellkraft gebrochen.
Ein weiterer Vorteil einer Füllmaschine mit schwenkbeweglich angeordneten Halterungen besteht darin, dass die Übergabe des aufgerichteten Packungsmantels an die nachgeordnete
Transporteinrichtung bereits dann erfolgen kann, wenn der flach gefaltete Packungsmantel im Querschnitt zu einem
Parallelogramm aufgerichtet ist, dessen Querschnitt lediglich etwa 1/3 des rechteckigen Querschnitts des vollständig aufgerichteten Packungsmantels beträgt. Der derart lediglich teilweise aufgerichtete Packungsmantel wird in die Aufnahme des Transportrades geschoben, die aufgrund der
schwenkbeweglich gelagerten zweiten Halterungen in der Lage ist, den teilweise aufgerichteten Packungsmantel sicher aufzunehmen. Hierdurch lässt sich das vollständige Aufrichten des flach gefalteten Packungsmantels teilweise in die
nachgeordnete Transporteinrichtung verlagern.
Die beiden zweiten Halterungen jeder Aufnahme sind
vorzugsweise mechanisch miteinander verbunden und bilden die Koppel eines Koppelgetriebes, das an dem Transportrad
angeordnet ist. In gleicher Weise können die beiden ersten Halterungen zu einem einzigen Profil miteinander verbunden sein. Die Schwenkbewegung der beiden zweiten Halterungen bewirkt zunächst die vollständige Aufrichtung des
Packungsmantels bis er einen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt aufweist. Im Verlauf der weiteren Schwenkbewegung wird die Rückstellkraft reduziert. Die Füllmaschine weist eine Vorrichtung zum Verschwenken der beiden zweiten
Halterungen und damit auch zum Reduzieren der Rückstellkraft auf .
Die Vorrichtung umfasst ein Zylinderkurvengetriebe mit einem zylindrischen, ortsfesten Kurvenkörper, der koaxial zur
Drehachse des Transportrades angeordnet ist, eine in dem Kurvenkörper angeordnete Zylinderkurve, ein in der
Zylinderkurve geführtes Abtastelement und ein Gestänge, das an einer Seite mit dem Abtastelement und an der anderen Seite mit den zweiten Halterungen verbunden ist. Die Zylinderkurve in dem Kurvenkörper ist derart gestaltet, dass zunächst das zweite Halterungspaar den Packungsmantel zu einem Rechteck bzw. Quadrat aufrichtet. Der weitere Verlauf der
Zylinderkurve bewirkt eine Fortsetzung der Schwenkbewegung, wodurch der Innenwinkel zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert wird. Durch eine derartige Gestaltung der Zylinderkurve wird bewirkt, dass die Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft während des Drehens des Transportrades aktiv ist.
Sofern die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft während des Stillstandes des schrittweise betreibbaren Transportrades aktivierbar sein soll, ist zumindest ein Abschnitt der Zylinderkurve in einem in
Richtung der Drehachse des Transportrades verschieblichen Segment des Kurvenkörpers angeordnet. Das Abtastelement erreicht diesen Abschnitt der Zylinderkurve zu dem Zeitpunkt, wenn der Packungsmantel zu einem Rechteck bzw. Quadrat aufgerichtet ist. Sodann wird der Abschnitt der
Zylinderkurve, beispielsweise mit einem mechanisch betätigten Stößel, aus einer Ausgangsstellung in Richtung der Drehachse des Transportrades verschoben, wodurch die Schwenkbewegung der zweiten Halterungen trotz Stillstandes des Transportrades fortgesetzt wird. Nach dem Verschwenken der zweiten Halterung zum Zweck der Reduktion der Rückstellkraft wird das
verschieblich geführte Segment des Kurvenkörpers in seine Ausgangsstellung zurückgezogen, so dass der Abschnitt der Zylinderkurve in dem verschieblichen Segment wieder mit der übrigen, in dem ortsfesten Kurvenkörper angeordneten
Zylinderkurve fluchtet. Im weiteren Verlauf ist die
Zylinderkurve ringförmig ausgebildet, so dass die zweiten Halterungen über das Gestänge während der folgenden Drehung des Transportsrades um einen Schrittwinkel nicht mehr bewegt werden, bis sie während der Drehung um den letzten
Schrittwinkel vor Erreichen der Übergabestellung des
Transportrades so verschwenkt werden, dass der lediglich teilweise aufgerichtete Packungsmantel in die Aufnahme einschiebbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 2 eine schematische perspektivische
Teilansicht einer Füllmaschine vor der
Aktivierung einer Vorrichtung zum
Reduzieren der Rückstellkraft, Figur 3 eine Teilansicht der Füllmaschine nach
Figur 2, während der Aktivierung der Vorrichtung zum Reduzieren der
Rückstellkraft, Figuren 4 a - d eine schematische Ansicht zur
Veranschaulichung des Entnehmens und Auffaltens von Packungsmänteln aus einem Magazin einer Füllmaschine nach den
Figuren 2 und 3, eine schematische Darstellung zur
Veranschaulichung des Reduzierens der Rückstellkraft in einer Füllmaschine nach den Figuren 2 und 3, eine schematische perspektivische
Teilansicht eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine während des Reduzierens der
Rückstellkraft an einem Packungsmantel und gleichzeitiger Übergabe eines weiteren Packungsmantels an eine
Transporteinrichtung,
Figur 7 eine Teilansicht der Füllmaschine
Figur 6, während der Drehung des
Transportrades ,
Figuren 8 a - d eine schematische Darstellung zur
Veranschaulichung des Reduzierens der Rückstellkraft in einer Füllmaschine nach den Figuren 6 und 7,
Figuren 9 a - f schematische perspektivische
Teilansichten eines dritten
Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine, bei der das Reduzieren der Rückstellkraft während einer Drehung des Transportrades erfolgt und
Figur 10 a - c eine schematische Darstellung zur
Veranschaulichung des Reduzierens der Rückstellkraft in einer Füllmaschine nach den Figuren 9 a - f. Soweit die in den Figuren 2 - 10 teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Füllmaschinen zur Abfüllung flüssiger
Lebensmittel in Packungsbehälter übereinstimmende
Bestandteile umfassen, wie die teilweise in Figur 1
dargestellte Füllmaschine nach dem Stand der Technik, werden übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Außerdem wird ergänzend auf die Erläuterungen zu der in Figur 1
dargestellten Füllmaschine Bezug genommen.
An einem Rahmen (20) der Füllmaschine nach Figuren 2 - 5 ist eingangs der Förderlinie das Magazin (2) zur Aufnahme der flach gefalteten Packungsmäntel (1) zur Herstellung der
Packungsbehälter angeordnet. Das Magazin (2) umfasst
Halteprofile (21 a, b) , die an den äußeren Knickkanten (3 a, b) der Packungsmäntel (1) zur Anlage gelangen. Die
Entnahmeseite (7) des Magazins (2) gibt die beiden vorderen Packungswände (5 a, b) der insgesamt vier Packungswände (5 a, b, 6 a, b) des jeweils vorderen Packungsmantels (1) frei. Die auf der Förderlinie der Füllmaschine dem Magazin (2)
nachgeordnete Entnahme- und Auffaltvorrichtung umfasst einen Sauggreifer (9) mit drei pneumatischen Saugern zum Erfassen der an der Entnahmeseite (7) freigegebenen Packungswand (5 a) . Der Sauggreifer (9) ist entlang eines gradlinigen
Bewegungsweges (23) senkrecht zu der freigegebenen
Packungswand (5 a) verschieblich angeordnet ist.
Die Entnahme- und Auffaltvorrichtung weist darüber hinaus eine ebene Führungsfläche (24) für die äußere Knickkante (3 b) der anderen der beiden freigegebenen Packungswände (5 b) des Packungsmantels (1) auf. Die ebene Führungsfläche (24) führt die äußere Knickkante (3 b) gleitend.
In Richtung des Bewegungswegs (23) hinter der ebenen
Führungsfläche (24) befindet sich ein ortsfestes Halteelement (17) zur Aufnahme der äußeren Knickkante (3 a) . Das
Halteelement (25) zur Aufnahme der diametral gegenüberliegenden äußeren Knickkante (3 b) ist zwischen einer in den Figuren 4 a - c dargestellten Ausgangsstellung und einer in Figur 4 d dargestellten Endstellung mittels eines Linearantriebs hin- und herbeweglich. Sowohl das ortsfeste Halteelement (17) als auch das bewegliche
Halteelement (25) sind als Winkelprofil ausgestaltet. Die beiden winklig zueinander angeordneten Flächen der
Winkelprofile gelangen in der in Figur 4 d dargestellten Endstellung an den Packungswänden (5 a, 6 a bzw. 5 b, 6 b) zur Anlage.
Wie insbesondere aus den Figuren 4 a - d erkennbar verringert sich der Abstand der ebenen Führungsfläche (24) und dem
Bewegungsweg (23) des Sauggreifers (9) von der Entnahmeseite (7) des Magazins (2) in Richtung der Halteelemente (17, 25) kontinuierlich .
Um den von den Halteelementen (17, 25) vollständig im
aufgerichteten, im Querschnitt ein Quadrat bildenden
Packungsmantel (1) an eine der Entnahme- und
Auffaltvorrichtung nachgeordnete Transporteinrichtung (26) der Füllmaschine zu übergeben, ist der Sauggreifer (9) mit einem Aktor (22) vertikal auf- und abbewegbar. Die Transporteinrichtung (26) umfasst ein um eine Drehachse (28 a) drehbares Transportrad (29) mit vier sich radial nach außen erstreckenden Aufnahmen, die jeweils ein erstes Profil (30) und zwei zweite Profile (31) aufweisen. Das erste Profil (30) ist als Winkelführung ausgeführt und ist an der äußeren Knickkante (3 b) zur Anlage bringbar. Die beiden zweiten Profile (31) sind als Stabprofile ausgeführt und sind
unmittelbar neben der äußeren Knickkante (3 a) zur Anlage bringbar. Die ersten und zweiten Profile (30, 31) bilden Zellen aus, in die die aufgefalteten Packungsmäntel mit rechteckigem Querschnitt einschiebbar sind. Die Drehachse (28 a) des Transportrades (29) liegt in einer senkrechten Ebene quer zur Förderlinie (23) der Füllmaschine. Das Transportrad (29) wird von einem nicht dargestellten Antrieb schrittweise um jeweils 90° um die Drehachse (28a) gedreht. Von dem dargestellten Transportrad (29) werden die aufgefalteten Packungsmäntel (1) an weitere, in den Figuren nicht
dargestellte, Transporteinrichtungen übergeben, um an den Packungsmäntel weitere Bearbeitungsschritte durchzuführen.
An der Transporteinrichtung ist eine Vorrichtung (32) zum Reduzieren der Rückstellkraft angeordnet. Die Vorrichtung (32) zum Reduzieren der Rückstellkraft umfasst ein
Schubelement (33), das über einen Arm (34) mit einem
Bewegungsantrieb (35) verbunden ist. Das als Winkelprofil ausgeführte Schubelement (33) erstreckt sich parallel zur äußeren Knickkante (3 a) , an der es zeitweilig zur Anlage bringbar ist, wobei die Knickkante (3 a) an der zwischen den Schenkeln des Winkelprofils an dessen Innenseite gebildeten Kante (36) anliegt. Der Bewegungsantrieb (35) ist an dem Rahmen (20) der Füllmaschine befestigt.
Die Füllmaschine nach den Figuren 2, 3 arbeitet wie folgt:
Nach dem Entnehmen und Auffalten des Packungsmantels (1) wird dieser in die senkrecht nach unten weisende Aufnahme des Transportrades (29) eingeschoben. Anschließend wird das Transportrad (29) im Gegenuhrzeigersinn (37) um einen
Schrittwinkel von 90° mit Hilfe des nicht dargestellten
Antriebs gedreht, so dass die zuvor beladene Aufnahme in eine horizontale, nach rechts weisende Stillstandsposition
gelangt. In dieser Stillstandsposition des Transportrades (29) wird der Bewegungsantrieb (35) der Vorrichtung zum
Reduzieren der Rückstellkraft aktiviert, so dass das
Schubelement (33) an der äußeren Knickkante (3 a) zur Anlage gelangt. Im Zuge der weiteren Bewegung des Schubelementes (33) lösen sich die Packungswände (5 a, 6 a) von den
stabförmigen zweiten Profilen (31), während sich die äußeren Knickkanten (3 a, b) in Richtung der Querschnittsdiagonalen (38) aufeinander zu bewegen. Dabei wird der Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5 a, 6 a bzw. 5 b, 6 b) an den äußeren Knickkanten (3 a, b) auf mehr als 90° vergrößert, wie dies deutlich aus Figur 5 b erkennbar ist. Diese Vergrößerung des Innenwinkels (39) bricht die Vorspannkraft in den
Knickkanten (3 a, b) sowie den inneren Knickkanten (4 a, b) . Anschließend wird das Schubelement (33) mit Hilfe des
Bewegungsantriebs (35) in die Ausgangslage zurückgezogen, so dass der Packungsmantel (1) wieder einen rechteckigen
Querschnitt, jedoch mit reduzierter Rückstellkraft einnimmt. Schließlich wird das Transportrad (29) um einen Schrittwinkel von 90° weitergedreht, wodurch der nächste, von der senkrecht nach unten weisenden Aufnahme zuvor aufgenommene
Packungsmantel (1) in die horizontal nach rechts weisende Stillstandsposition gelangt und eine Reduzierung der
Rückstellkraft erfolgt.
Die in den Figuren 6 und 7 teilweise dargestellte
Füllmaschine unterscheidet sich von der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Füllmaschine dadurch, dass ein noch nicht vollständig zu einem Rechteck bzw. Quadrat aufgerichteter Packungsmantel (1) an die senkrecht nach unten weisende
Aufnahme des Transportrades (29) übergeben wird. Des Weiteren ist die Vorrichtung (32) zum Reduzieren der Rückstellkraft anders aufgebaut. Soweit die in den Figuren 6 und 7
dargestellte Füllmaschine übereinstimmende Bestandteile aufweist wie die teilweise in Figuren 2 und 3 dargestellte Füllmaschine, werden übereinstimmende Bezugszeichen
verwendet. Außerdem wird auf die dortigen Erläuterungen zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen.
Das Transportrad (29) weist ebenfalls vier Aufnahmen auf, wobei jede Aufnahme ein erstes, sich radial nach außen erstreckendes Profil (40) aufweist, das ortsfest an dem
Transportrad (29) angeordnet ist. Das erste Profil (40) ist an den Seitenrändern abgewinkelt. Die abgewinkelten
Profilbereiche bilden erste Halterungen (41) zur Aufnahme der äußeren Knickkante (3 a) sowie der inneren Knickkante (4 a) des Packungsmantels (1) . Ein zweites Profil (42) erstreckt sich ebenfalls radial nach außen und ist in den Randbereichen ebenfalls abgewinkelt. Die abgewinkelten Bereiche bilden zweite Halterungen (43) zur Aufnahme der anderen äußeren Knickkante (3 b) und der anderen inneren Knickkante (4 b) des Packungsmantels (1) . Das zweite Profil (42) ist als Koppel eines Koppelgetriebes mit vier Gelenken ausgeführt, das eine gradlinige Bewegung eines Gestänges (44) in eine schwingende Bewegung des zweiten Profils (42) wandelt. Das Koppelgetriebe weist zwei Schwingen (45) auf, die an einem Ende an in
Verlängerung des zweiten Profils (42) angeordneten Auslegern (46) angelenkt sind und die am anderen Ende gelenkig an dem
Achskörper (28 b) des Transportrades (29) angelenkt sind. Die Schwingen (45) bewegen sich parallel zu den Seitenwänden (6 a, 5 b) des Packungsmantels (1) . Das Gestänge (44) ist zweiteilig ausgeführt. Das Gestänge unterteilt sich in ein abgewinkeltes Teil (44 a) und ein gradliniges Teil (44 b) . Der abgewinkelte Teil (44 a) ist an der Unterseite des zweiten Profils (42) angelenkt. An dem gegenüberliegenden Ende ist das abgewinkelte Teil (44 a) gelenkig mit dem gradlinigen Teil (44 b) verbunden. Der gradlinige Teil (44 b) ist an dem gelenkfernen Ende mit einem Abtastelement (47) in Form einer Kurvenrolle verbunden. Der gradlinige Abschnitt (44 b) wird von einem drehfest mit dem Achskörper (28 b) verbundenen Führungselement (48) in
Richtung der Drehachse (28 a) des Transportrades (29)
zwangsgeführt. Das Abtastelement (47) ist Bestandteil eines Zylinderkurvengetriebes (49). Das Zylinderkurvengetriebe (49) weist koaxial zur Drehachse (28 a) des Transportrades (29) einen ortsfest an dem Rahmen (20) angeordneten Kurvenkörper (50) auf. In dem Kurvenkörper (50) ist eine Zylinderkurve (51) in Form einer Nut eingebracht, die das Abtastelement (47) führt. Ein Abschnitt (52) der Zylinderkurve (51) ist Bestandteil eines in Richtung der Drehachse (28 a)
verschieblichen Segmentes (53) des Kurvenkörpers (50). Das Segment (53) ist in einer Kulisse (54) des Kurvenkörpers (50) mittels eines Betätigungsorgans (55) hin- und herbeweglich. Die Bewegung erfolgt mit Hilfe eines der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Antriebs.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Reduzieren von
Rückstellkräften in Packungsmänteln (1) in einer Füllmaschine nach den Figuren 6 und 7 anhand der Figuren 8 a - d näher erläutert .
Figur 8 a zeigt eine Aufsicht auf die senkrecht nach unten weisende Aufnahme des Transportrades (29) . In dieser Position der Aufnahme wird der lediglich teilweise zu einem
Parallelogramm aufgerichtete Packungsmantel (1) in die
Aufnahme eingeschoben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Packungsmantel (1) zu einer Raute aufgerichtet, die etwa 1/3 des quadratischen Querschnitts des vollständig aufgerichteten Packungsmantels (1) aufweist. Anschließend wird das Transportrad (29) im Uhrzeigersinn (56) um einen Schrittwinkel von 90° weitergedreht, so dass die Aufnahme waagerecht nach links zeigt (vgl. Figur 6) . Während dieser Drehung um 90 ° wird das Abtastelement (47) in der
Zylinderkurve (51) einwärts in Richtung des Transportrades (29) geführt, wodurch das Gestänge (44) das zweite Profil (42) in die in Figur 8 b dargestellte Stillstandsposition verschwenkt. In der in Figur 8 b dargestellten
Stillstandsposition der Aufnahme, in der diese waagerecht nach links zeigt, ist der Packungsmantel (1) im Querschnitt zu einem Quadrat aufgerichtet. Um nun die von den Knickkanten (3a, b, 4a, b) verursachten Rückstellkräfte in dem
Packungsmantel (1) zu reduzieren, wird der Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5 a, 6 a bzw. 5 b, 6 b) an den äußeren Knickkanten (3 a bzw. 3 b) auf mehr als 90° vergrößert. In der in Figuren 8 b, c dargstellten waagerechten nach links zeigenden Position der Aufnahme befindet sich das Abtastelement (47) in dem Abschnitt (52) des verschieblich angeordneten Segmentes (53) des
Kurvenkörpers (50) . Mit Hilfe des Betätigungsorgans (55) wird das Segment (53) nunmehr in Richtung der Drehachse (28 a) einwärts in Richtung des Transportrades (29) verschoben, wodurch das zweite Profil (42) in die zur Figur 8 a)
entgegengesetzte Position nach Figur 8 c) schwingt. Hierdurch wird der Innenwinkel (39) auf einen Wert von mehr als 90°, im dargestellten Ausführungsbeispiel von etwa 130° vergrößert. Anschließend wird während des Stillstandes in der senkrecht nach links weisenden Position der Aufnahme das
Betätigungsorgan (55) zurückgezogen, bis der Abschnitt (52) wieder mit dem Rest der Zylinderkurve (51) fluchtet, wie dies in Figur 8 d) erkennbar ist.
Nunmehr erfolgen zwei weitere Drehungen des Transportrades (29) um einen Schrittwinkel von jeweils 90°, wobei der vollständig aufgerichtete und in den Knickkanten überdehnte Packungsmantel (1) seinen quadratischen Querschnitt
beibehält. Dies wird dadurch erreicht, dass das Abtastelement (47) während der nachfolgenden beiden Drehungen um
Schrittwinkel von jeweils 90° in einem ringförmigen Abschnitt (57) der Zylinderkurve (51) geführt wird. Sobald die Aufnahme horizontal nach rechts weist, wird der aufgerichtete
Packungsmantel mit reduzierter Rückstellkraft an eine
nachfolgende, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Transporteinrichtung übergeben. Während der anschließenden Drehung der Aufnahme aus dieser Übergabeposition um 90 ° in die senkrecht nach unten weisende Übernahmeposition (Figur 8 a) wird das Abtastelement (47) in dem nach außen geführten Abschnitt (58) der Zylinderkurve (51) geführt, wodurch das schwenkbewegliche zweite Profil (42) wieder in die in Figur 8 a dargestellte Position zur Übernahme eines weiteren
teilaufgerichteten Packungsmantels (1) gelangt. Die in Figuren 9 a - f teilweise dargestellte
erfindungsgemäße Füllmaschine entspricht weitgehend der
Füllmaschine nach den Figuren 6 und 7. Soweit die
Füllmaschine übereinstimmende Bestandteile aufweist, werden übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Außerdem wird ergänzend auf die Erläuterungen zu der Füllmaschine nach den Figuren 6, 7 Bezug genommen. Der wesentliche Unterschied zwischen der Füllmaschine nach den Figuren 9 a) - f) sowie der Füllmaschine nach den Figuren 6 und 7 besteht darin, dass das Reduzieren der Rückstellkraft ausschließlich während einer Bewegung des aufgerichteten Packungsmantels (1) entlang des Transportweges des
Transportrades (29) erfolgt, nicht jedoch während des
Stillstands des Transportrades, wie bei den
Ausführungsbeispielen der Füllmaschine nach den Figuren 2 bzw. 6 und 7. Die Aufnahmen des Transportrades sind
übereinstimmend wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 6 und 7 gestaltet, so dass insoweit auf die dortigen
Ausführungen Bezug genommen wird. Die Vorrichtung (32) zum Reduzieren der Rückstellkraft unterscheidet sich von
derjenigen für die Füllmaschine nach den Figuren 6 und 7 dadurch, dass kein Abschnitt (52) der Zylinderkurve (51) in einem verschieblichen Segment (53) des Kurvenkörpers (50) angeordnet ist. Ein verschiebliches Segment (53) ist
entbehrlich, da die Bewegung des zweiten Profils (42) ausschließlich durch die Bewegung des Abtastelements (47) in der durchgehenden Zylinderkurve (51) während der Drehung des Transportrades (29) hervorgerufen wird.
Nachfolgend werden die vollständige Aufrichtung des
Packungsmantels und die anschließende Überdehnung der
Packungskanten (3 a, b, 4 a, b) näher erläutert: Figuren 9 a), 10 a) zeigen das Transportrad (29) mit
senkrecht nach unten zeigender Aufnahme, in der die Übernahme des im Querschnitt zu einem nicht quadratischen
Parallelogramm aufgerichteten Packungsmantels (1) erfolgt. Das Abtastelement (47) befindet sich in der Zylinderkurve (51) in maximal möglichem Abstand zu dem Transportrad (29) . Während der anschließenden Verdrehung des Transportrades im Uhrzeigersinn (56) um einen Schrittwinkel von 90° wird das Abtastelement (47) auf einem nach innen geführten Abschnitt (59) der Zylinderkurve (51) in Richtung des Transportrades (29) geführt, wodurch das Gestänge (44) das zweite Profil (42) in die in Figuren 9 c), 10 b) dargestellte Position verschwenkt. In dieser Position sind die beiden Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden an den äußeren Knickkanten (3 a, b) auf einen Winkel von mehr als 90°, im dargestellten Ausführungsbeispiel von etwa 140°, vergrößert und dadurch die von den Knickkanten (3 a, b, 4 a, b) ausgehenden
Rückstellkräfte reduziert. Sodann wird das Transportrad (29) um einen weiteren
Schrittwinkel von 90° weitergedreht, wobei das Abtastelement (47) einen nach außen geführten Abschnitt (58) der
Zylinderkurve (51) durchläuft. Dabei wird das zweite Profil (42) mittels des Gestänges (44) in die in Figuren 10 c) , 9 e) dargestellte Position geschwenkt, in der der Packungsmantel
(1) den gewünschten quadratischen Querschnitt mit reduzierten Rückstellkräften aufweist. Die Aufnahme weist senkrecht nach oben. In dieser Position kann an dem vollständig
aufgerichteten Packungsmantel ein Bearbeitungsschritt
durchgeführt werden, wie beispielsweise die Ausbildung des Packungsbodens .
In der um einen Schrittwinkel von 90° im Uhrzeigersinn (56) weiter gedrehten Position, in der die Aufnahme waagerecht nach rechts zeigt, kann der bearbeitete Packungsmantel (1) an eine nachgeschaltete Transporteinrichtung übergeben werden. Die Drehbewegung zwischen der Position mit senkrecht nach oben weisender Aufnahme in die Position mit waagerecht nach rechts weisender Aufnahme erfolgt ohne weiteres Verschwenken des zweiten Profils. Hierzu wird das Abtastelement (47) in einem ringförmigen, aus Figur 10 c) ersichtlichen Abschnitt (57) der Zylinderkurve (51) geführt.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung nach Figur 9 kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn die in der Füllmaschine verarbeiteten Kartonagen eine weitgehend gleichbleibende Beschaffenheit haben und für die Reduktion der Rückstellkraft die Größe der Schwingungsamplitude des zweiten Profils (42) nicht verändert werden muss. Die Vorrichtung nach Figuren 6, 7 kommt indes insbesondere in solchen Füllmaschinen zum
Einsatz, in denen Packungsmäntel (1) mit unterschiedlicher Kartonbeschaffenheit verarbeitet werden. Über die Einstellung des Hubs des verschieblich geführten Segmentes (53) kann die Amplitude der Schwingbewegung des zweiten Profils (42) an die Beschaffenheit des Kartons angepasst werden.
Bezugszeichenliste
Nr . Bezeichnung Nr . Bezeichnung
1 Packungsmantel 31 Zweites Profil (Stabprofile)
2 Magazin 32 Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft
3 a, b äußere Knickkanten 33 Schubelement
4 a, b innere Knickkanten 34 Arm
5 a, b Packungswände 35 Bewegungsantrieb
6 a, b Packungswände 36 Kante (Winkelprofil)
7 Entnahmeseite 37 Gegenuhrzeigersinn
8 Rückhalteelemente 38 Querschnittsdiagonale
9 Sauggreifer 39 Innenwinkel
10 Achse 40 erstes Profil
11 Schwenkarm 41 erste Halterung
12 Führungsfläche 42 zweites Profil
13 Führungselemente 43 zweite Halterung
14 Bewegungsweg 44 Gestänge
15 a, b Innenwinkel 45 Schwingen
16 Halteelemente 46 Auslegern
17 Halteelemente 47 Abtastelement (Kurvenrolle)
18 -- 48 Führungselement
19 -- 49 Zylinderkurvengetriebe
20 Rahmen 50 Kurvenkörper
21 a, b Halteprofile 51 Zylinderkurve
22 Aktor 52 Abschnitt
23 Bewegungsweg 53 Segment
24 Führungsfläche 54 Kulisse
25 Halteelement 55 Betätigungsorgan
26 Transporteinrichtu 56 Uhrzeigersinn
ng
27 MantelSchieber 57 ringförmiger Abschnitt
28 a Drehachse 58 nach außen geführter Abschn.
28 b Achskörper 59 nach innen geführter Abschn.
29 Transportrad
30 erstes Profil
(Winkelprofil )

Claims

Verfahren zum Reduzieren von Rückstellkräften von
Packungsmänteln (1) in einer Füllmaschine, wobei jeder flach gefaltete Packungsmantel (1) vier durch parallel verlaufende äußere (3a, b) und innere (4a, b) Knickkanten voneinander getrennte Packungswände (5a, b, 6a, b) aufweist und an den äußeren Knickkanten (3a, b) jeweils ein spitzer Innenwinkel (39) zwischen den
Packungswänden ( 5a, b, 6a, b) eingeschlossen ist,
umfassend die Verfahrensschritte,
Einbringen von flach gefalteten Packungsmänteln (1) in ein Magazin (2) der Füllmaschine,
Entnehmen jeweils eines flach gefalteten
Packungsmantels (1) aus dem Magazin (2) und
Auffalten des flachgefalteten Packungsmantels (1) zu einem im Querschnitt ein Parallelogramm bildenden aufgerichteten Packungsmantel (1) mit einer Entnahme- und Auffaltvorrichtung und
Übergeben des aufgerichteten Packungsmantels (1) mit Hilfe einer Übergabevorrichtung an eine der Entnahme- und Auffaltvorrichtung nachgeordnete
Transporteinrichtung (29) zum Transportieren des aufgerichteten Packungsmantels (1) entlang eines Transportweges, wobei mindestens ein
Bearbeitungsschritt an dem aufgericheten
Packungsmantel durchgeführt wird, während sich der aufgerichtete Packungsmantel (1) auf dem Transportweg der Transporteinrichtung (26) befindet
gekennzeichnet durch
Reduzieren der Rückstellkraft durch zeitweiliges Vergrößern der Innenwinkels (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) an den äußeren
Knickkanten (3a, b) auf mehr als 90 ° während sich der aufgerichtete Packungsmantels (1) auf dem
Transportweg der Transporteinrichtung (26) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (26) schrittweise betrieben wird und das Reduzieren der Rückstellkraft während eines Stillstandes des aufgerichteten Packungsmantels (1) auf dem Transportweg erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (26) schrittweise betrieben wird und das Reduzieren der Rückstellkraft während einer Bewegung des aufgerichteten Packungsmantels (1) entlang des Transportwegs erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert werden, indem die äußeren Knickkanten (3a, b) in Richtung einer
Querschnittsdiagonale zwischen den äußeren Knickkanten (3a, b) des aufgerichteten Packungsmantels (1)
aufeinander zu bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) an den äußeren Knickkanten auf mehr als 90° vergrößert werden, in dem zwei sich gegenüberliegende Packungswände (6a, 5b) parallel zueinander jeweils um eine der beiden äußeren Knickkanten (3a, b) geschwenkt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) an den äußeren Knickkanten auf einen Winkel im Bereich zwischen 120° bis 180° vergrößert wird.
7. Füllmaschine zum Abfüllen von Produkten in
Packungsbehälter umfassend ein Magazin (2) zur Aufnahme von flach gefalteten Packungsmänteln (1) zur Herstellung der
Packungsbehälter, wobei jeder flach gefaltete Packungsmantel (1) vier durch parallel verlaufende äußere (3a, b) und innere Knickkanten (4a, b) voneinander getrennte Packungswände (5a, b, 6a, b) aufweist und an den äußeren Knickkanten (3a, b) jeweils ein spitzer Innenwinkel (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) eingeschlossen ist, eine Entnahme -und Auffaltvorrichtung zum Entnehmen jeweils eines flach gefalteten Packungsmantels (1) aus dem Magazin (2) und zum Auffalten des
flachgefalteten Packungsmantels (1) zu einem im
Querschnitt ein Parallelogramm bildenden
aufgerichteten Packungsmantel (1), eine Übergabevorrichtung zum Übergeben des
aufgerichteten Packungsmantels an eine nachgeordnete Transporteinrichtung (26) zum Transportieren des aufgerichteten Packungsmantels (1) entlang eines Transportweges, gekennzeichnet durch eine an der Transporteinrichtung (26) angeordnete Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft (32) des aufgerichteten Packungsmantels (1) durch zeitweiliges Vergrößern des Innenwinkels (39) zwischen den Packungswänden (5a, b, 6a, b) an den äußeren Knickkanten (3a, b) auf mehr als 90 °.
Füllmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (26) ein Transportrad (29) mit mehreren sich radial nach außen erstreckenden Aufnahmen für jeweils einen Packungsmantel (1) aufweist,
jede Aufnahme mehrere Profile (30, 31, 40, 42) aufweist, die an und/oder neben den Knickkanten (3a, b) des Packungsmantels (1) zur Anlage bringbar sind und
die Transporteinrichtung (26) einen Antrieb zum Drehen des Transportrades (29) um eine Drehachse aufweist .
Füllmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb als Schrittantrieb ausgestaltet ist, mit dem die Aufnahmen für die Packungsmäntel (1) nach dem Drehen des Transportrades (29) um einen Schrittwinkel in eine Stillstandposition bringbar sind und die Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft (32) während des
Stillstandes des Transportrades aktivierbar ist.
10. Füllmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Schrittantrieb ist, mit dem die Aufnahmen für die Packungsmäntel (1) nach dem Drehen des Transportrades (29) um einen Schrittwinkel in eine
Stillstandposition bringbar sind und die Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft (32) während des Drehens des Transportrades (29) aktivierbar ist.
Füllmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme mindestens ein erstes Profil (30) aufweist, das an einer der beiden äußeren Knickkanten (3b) des Packungsmantels (1) zur Anlage bringbar ist und
die Aufnahme mindestens zwei zweite Profile (31) aufweist, die neben der anderen der beiden äußeren Knickkanten (3a) des Packungsmantels (1) zur Anlage bringbar sind.
Füllmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufnahme zwei erste Halterungen (41) aufweist, die eine der beiden äußeren Knickkanten (3a) und eine der beiden inneren Knickkanten (4a) des
Packungsmantels (1) aufnehmen,
die Aufnahme zwei zweite Halterungen (43) aufweist, die die andere der beiden äußeren Knickkanten (3b) und die andere der beiden inneren Knickkanten (4b) des Packungsmantels (1) aufnehmen,
das zwei ersten Halterungen (41) ortsfest an dem Transportrad (29) angeordnet sind und
die zweiten Halterungen (43) schwenkbeweglich an dem Transportrad (29) angeordnet sind, so dass durch die Schwenkbewegung der zweiten Halterungen (29) zwei sich gegenüberliegende Packungswände ( 6a, 5b) parallel zueinander jeweils um eine der beiden äußeren
Knickkanten (3a, b) schwenkbar sind.
Füllmaschine nach Anspruch 9 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft (32) ein an mindestens einer der beiden äußeren Knickkanten (3a, b) zeitweilig angreifendes Schubelement (33) umfasst, das in Richtung der zwischen den äußeren Knickkanten (3a, b) des aufgerichteten
Packungsmantels (1) verlaufenden Querschnittsdiagonale bewegbar ist.
Füllmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Reduzieren der Rückstellkraft (32) ein Zylinderkurvengetriebe (49) mit einem
zylindrischen ortsfesten Kurvenkörper (50), der koaxial zur Drehachse (28 a) des Transportrades (29) angeordnet ist,
eine in dem Kurvenkörper (50) angeordnete
Zylinderkurve (51),
ein in der Zylinderkurve (51) geführtes Abtastelement (47) und
ein Gestänge (44), das an einer Seite mit dem
Abtastelement (47) und an der anderen Seite mit den zweiten, schwenkbaren Halterungen (43) verbunden ist,
aufweist . Vorrichtung nach Anspruch 9 und 14, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt (52) der Zylinderkurve (51) in einem in Richtung der Drehachse a) verschieblichen Segment (53) des Kurvenkörpers (50 angeordnet ist.
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