DE102008008678B4

DE102008008678B4 - Verpackungsmaschine und Verfahren zum Verschließen von Behältern mit Folie

Info

Publication number: DE102008008678B4
Application number: DE102008008678.9A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gross
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: DE102008008678A1

Abstract

Verpackungsmaschine mit einer Verschließeinheit (4) zum Verschließen von Behältern (3) durch Aufbringen einer Folie, mit einer Zuführeinheit (2) und einem Greifer (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheit (2) eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Rollen (8) aufweist, deren Drehgeschwindigkeit unabhängig voneinander steuerbar ist, und sich der Greifer (5) mindestens über einen Abschnitt erstreckt, auf dem Rollen (8) vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren zum Verschließen von Behältern durch Aufbringen einer Folie.
Aus der EP 0 334 266 A1 ist eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit einem Gestell, einem Zuführförderer, einem ersten und einem zweiten Förderband, einem Schieber und einer Verschließeinrichtung bekannt. Das erste Förderband ist von intermittierender Bauart und arbeitsmäßig derart mit der Verschließeinrichtung verbunden, dass eine Anzahl von Behältern vor der Verschließeinrichtung warten kann. Der Schieber ergreift eine Gruppe von Behältern von dem ersten Förderband und transportiert diese in die Verschließeinrichtung, während er gleichzeitig die in der Verschließeinrichtung befindliche Gruppe von Behältern auf das zweite nachgeschaltete abführende Förderband transportiert.
Aus der EP 0 680 880 A1 ist eine Maschine zum Verschließen von Behältern durch Aufbringen einer Abdeckfolie bekannt, die einen Pufferförderer und einen Sammelförderer aufweist. Mit Hilfe von Schieberarmen werden die Behälter von einer Zuführeinheit zu einer Verschließeinheit und von dort zu einem Abtransportförderer überführt. Der Pufferförderer und der Sammelförderer befinden sich zwischen der Zuführeinheit und der Verschließeinheit. Auf dem Pufferförderer ist eine Messeinrichtung vorgesehen, die den Abstand und die Geschwindigkeit der Behälter misst. Der Pufferförderer wird durch eine Steuereinheit so gesteuert, dass die Behälter mit vorgegebener Geschwindigkeit und Position auf den Sammelförderer befördert werden. Die selbe Steuereinheit steuert entsprechend die Schieberarme. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass das Maß einer Veränderung des Abstandes bzw. der Geschwindigkeit der Behälter durch die geringe Anzahl an Förderern relativ gering ist.
Weiterhin ist aus der EP 1 468 913 A2 eine Maschine zum Versiegeln von Behältern bekannt. Die Behälter werden von einem Zuführförderer über einen durch ein erstes Antriebsmittel angetriebenen Sammelförderer in Form eines Förderbandes in eine Versiegelungseinheit transportiert. Der Sammelförderer wird so gesteuert, dass die gewünschte Lücke zwischen zwei benachbarten Behältern auf dem Sammelförderer entsteht und dass die Geschwindigkeiten des Sammelförderers und des Zuführförderers wenigstens bei einer teilweisen Übergabe der Behälter synchronisiert werden. Auch hier ist keine schnelle Veränderung des Abstands bzw. der Geschwindigkeit der Behälter möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verpackungsmaschine bzw. ein Verfahren bereitzustellen, die bzw. das es erlaubt den Abstand und die Geschwindigkeit der Behälter variabel und schnell zu verändern und kostengünstig einen höheren Durchlauf von Behältern zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Mit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Durchsatz bzw. die Taktleistung der Behälter erhöht werden, da es nicht zu Synchronisierungsproblemen zwischen zwei Förderern kommen kann. Die Ausrichtung der Behälter findet auf variabel steuerbaren Rollen statt, wodurch Schlupf und daraus resultierende Probleme bei beispielsweise mit Flüssigkeit befüllten Behältern, vermieden wird/werden. Durch die Möglichkeit jede einzelne Rolle separat zu steuern, kann das Verfahren optimiert werden, was Zeit spart. Der Gesamtaufbau der Verpackungsmaschine ist kompakter, da mit den Rollen unabhängig von der Geschwindigkeit des Zuführförderers die Ausrichtung der Behälter und gleichzeitig auch die Geschwindigkeit der Behälter gesteuert werden kann.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau einer Schalenverschließmaschine;
2 eine Verpackungsmaschine zum Verschließen von Behältern nach einer ersten Ausführungsform;
3 eine Verpackungsmaschine zum Verschließen von Behältern nach einer zweiten Ausführungsform.
Im Folgenden wird mit Bezug auf 1 und 2 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kommt üblicherweise bei einer Verpackungsmaschine zum Einsatz bei der vorgefertigte Behälter befüllt und anschließend mit einer Folie versiegelt werden. Eine solche Verpackungsmaschine ist unter dem Namen Schalenverschließmaschine bekannt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Schalenverschließmaschine 1 eine Zuführeinheit 2 zum Zuführen von vorgefertigten Behältern 3, eine Verschließeinheit 4, einen Greifer 5 und eine Abführungseinheit 6 auf. Der Greifer 5 ist von einer ersten Position (durchgezogene Linie), in der er Behälter auf der Zuführeinheit 2 und in der Verschließeinheit ergreifen kann, in eine zweite Position (gestrichelte Linie) bewegbar, in der der Greifer 5 die Behälter 3 aus der Zuführeinheit 2 in der Verschließeinheit 4 und die verschlossenen Behälter 3 aus der Verschließeinheit 4 auf die Abführungseinheit 6 absetzen kann.
2 zeigt eine erste Ausführungsform, bei der die Zuführeinheit 2 wie folgt ausgebildet ist. Die Zuführeinheit 2 weist einen Zuführförderer 7 und eine Mehrzahl von Rollen 8 auf, die durch eine (nicht gezeigte) zentrale Steuereinheit einzeln steuerbar sind. Am Ende des Zuführförderers 2 ist ein Sensor 10, beispielsweise in Form einer Lichtschranke, vorgesehen.
Der Greifer 5 erstreckt sich bei dieser Ausführungsform in seiner ersten Position über wenigstens einen Teil der Rollen 8 der Zuführeinheit 2 und die Verschließeinheit 4. In seiner zweiten Position erstreckt sich der Greifer 5, wie in 1 gezeigt, über die Verschließeinheit 4 und die Abführungseinheit 6. In der gezeigten Ausführungsform bedeckt ein Behälter 3 zwei Rollen 8. Je nach Größe des Behälters 3 kann er jedoch auch eine oder mehrere Rollen 8 bedecken.
Im Betrieb laufen die Behälter 3 von links nach rechts durch die erfindungsgemäße Schalenverschließmaschine 1, der Pfeil zeigt die Förderrichtung an. Die Behälter 3 werden auf dem Zuführförderer 7 mit beliebigen nicht notwendigerweise gleichen Abständen angeliefert und werden auf die Rollen 8 befördert. Am Ende des Zuführförderers 7 misst der Sensor 10 den Abstand der Behälter 3 zueinander und deren Geschwindigkeit und übermittelt diese Daten an die zentrale Steuereinheit.
Die Rollen 8, die bei der Übergabe eines Behälters 3 zusammen mit dem Zuführförderer 7 in Kontakt mit dem gerade übergebenen Behälter 3 stehen, werden durch die zentrale Steuereinheit derart angesteuert, dass sie im wesentlichen dieselbe Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Auf diese Weise wird Schlupf zwischen den Behältern 3 und den Rollen 8 bzw. dem Zuführförderer 7 vermieden. Sobald der Behälter 3 nur noch in Kontakt mit den Rollen 8 steht, kann für die Rollen 8, die in diesem Moment in Kontakt mit dem Behälter 3 stehen, die Geschwindigkeit wie gewünscht gemeinsam verändert werden. Auf diese Weise wird auch der Abstand zwischen den einzelnen Behältern 3 gesteuert. Die Steuerung erfolgt vorzugsweise so, dass eine Gruppe von Behältern, bei der die Behälter gemeinsam vom Greifer ergriffen werden, so angeordnet ist, dass die Behälter der Gruppe einen vorbestimmten Abstand voneinander haben und sich in der richtigen Position für die Aufnahme befinden.
Bei der Auswahl des Oberflächenmaterials der Rollen 8 ist darauf zu achten, dass die Reibpaarung zwischen diesem Material und dem Behältermaterial einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, um bei höheren Beschleunigungen Schlupf zu vermeiden. Die Behälter bestehen üblicherweise aus Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polyethylenterephthalat (PET), Aluminium, Karton oder Schaum. Die Rollen 8 können auch beschichtet sein.
Auf die oben beschriebene Weise werden die Behälter 3 auf eine gewünschte Geschwindigkeit gebracht, die der Geschwindigkeit des Greifers 5 in Förderrichtung angepaßt ist. Somit kann der Greifer 5 eine gewünschte Anzahl Behälter 3 ohne die Erzeugung von Schlupf aufnehmen. Der Greifer 5 transportiert die aufgenommenen Behälter 3 in die Verschließeinheit 4, in der die befüllten Behälter 3 beispielsweise durch Versiegelung verschlossen werden. Gleichzeitig mit dem Transportieren der zu verschließenden Behälter 3 in die Verschließeinheit 4, transportiert der Greifer 5 vorteilhafterweise die gleiche Anzahl Behälter 3 aus der Verschließeinheit 4 auf die Abführungseinheit 6, die die Behälter 3 abtransportiert.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Zuführeinheit 2 wie folgt ausgebildet ist. Genau wie in der ersten Ausführungsform in 2 weist die Zuführeinheit 2 einen Zuführförderer 7 und eine Mehrzahl von Rollen 8 auf, die durch eine (nicht gezeigte) zentrale Steuereinheit einzeln steuerbar sind. Zusätzlich weist die Zuführeinheit 2 einen Sammelförderer 11, beispielsweise in Form eines Förderbandes, auf. Am Ende des Zuführförderers 2 ist der Sensor 10 vorgesehen.
Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der Greifer 5 über einen Sammelförderer 11, der den Rollen 8 nachgeschaltet ist. Der Greifer 5 erstreckt sich in seiner ersten Position über wenigstens einen Teil des Sammelförderers 11 bzw. über die Verschließeinheit 4. In seiner zweiten Position erstreckt sich der Greifer 5, wie in 1 gezeigt, über die Verschließeinheit 4 bzw. über die Abführungseinheit 6.
Im Betrieb werden die Behälter 3 in Abhängigkeit von den Meßwerten des Sensors 10 durch Ansteuerung der Rollen 8 so weiterbefördert, dass sie spätestens auf dem Sammelförderer 11 den gewünschten Abstand und die gewünschte Position haben. Dann werden sie auf dem Sammelförderer 11 vom Greifer 5 ergriffen und in die Verschließeinheit 4 transportiert. Zusätzlich zur Synchronisierung der Geschwindigkeit des Zuführförderers mit der Geschwindigkeit der Rollen 8, steuert die zentrale Steuereinheit den Sammelförderer 11 derart, dass die Rollen 8, die Kontakt mit dem zu übergebenden Behälter 3 haben, und der Sammelförderer 11 bei der Behälterübergabe im wesentlichen geschwindigkeitssynchron laufen, um bei der Übergabe von den Rollen 8 auf den Sammelförderer 11 Schlupf zu vermeiden.
Eine mögliche Ausführungsform der zentralen Steuereinheit ist es die Steuerung beschleunigungs- bzw. ruckabhängig zu realisieren. Die Beschleunigungen bzw. der Ruck, also die Änderung der Beschleunigung könnten produktspezifisch eingestellt werden, um die Transportzeit der befüllten Behälter 3 vor der Versiegelung zu optimieren. Eine exakte Einstellung ist notwendig, um beispielsweise bei mit Flüssigkeit befüllten Behältern 3 ein Überschwappen zu vermeiden. Hierbei ist eine große Anzahl von Rollen 8 von Vorteil, da diese separat ansteuerbar sind und auf diese Weise hohe Geschwindigkeiten mit maximal möglichem Ruck erreicht werden können und somit eine Optimierung der Transportzeit möglich ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in 2 oder 3 gezeigte Anzahl Rollen beschränkt. Vielmehr kann die Rollenanzahl je nach Anwendung beliebig variiert werden.
Außer dem beschriebenen Greifer können auch andere Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Auch das gleichzeitige Ergreifen der Behälter von den Rollen bzw. dem Sammelförderer und denen in der Verschließstation kann alternativ realisiert werden. Es wären beispielsweise unabhängige Greifvorrichtungen denkbar.
Die Erfindung ist nicht auf den Einsatz eines einzigen Sensors an der beschriebenen Stelle beschränkt. Es ist auch möglich eine Mehrzahl von Sensoren entlang der Rollen bzw. über die gesamte Länge der Maschine verteilt anzuordnen, um das Verfahren weiter zu optimieren. Sämtliche Sensoren sind mit der zentralen Steuereinheit verbunden. Somit ist mess- und regelungstechnisch eine Rückkorrektur des Systems möglich.

Claims

Verpackungsmaschine mit einer Verschließeinheit (4) zum Verschließen von Behältern (3) durch Aufbringen einer Folie, mit einer Zuführeinheit (2) und einem Greifer (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheit (2) eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Rollen (8) aufweist, deren Drehgeschwindigkeit unabhängig voneinander steuerbar ist, und sich der Greifer (5) mindestens über einen Abschnitt erstreckt, auf dem Rollen (8) vorgesehen sind.
Verpackungsmaschine gemäß 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (5) derart ausgebildet ist, dass er eine Gruppe von Behältern (3) von der Zuführeinheit (2) in die Verschließeinheit (4) transportieren kann.
Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (5) derart ausgebildet ist, dass er gleichzeitig mit dem Transportieren der Behälter (3) in die Verschließeinheit (4) die bereits verschlossenen Behälter (3) aus der Verschließeinheit (4) auf eine Abführungseinheit (6) transportieren kann.
Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (8) durch eine zentrale Steuereinheit derart steuerbar sind, dass die Behälter (3) und der Greifer (5) im Moment des Ergreifens der Behälter (3) im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit in Förderrichtung aufweisen.
Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass die Steuerung beschleunigungsabhängig und/oder ruckabhängig erfolgt.
Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (9) die Rollen (8) derart steuern kann, dass die Behälter (3) einen derartigen Abstand und eine derartige Geschwindigkeit aufweisen, dass der Greifer (5) die Behälter (3) ergreifen kann.
Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheit (2) einen Zuführförderer (7), die Rollen (8) und einen Sammelförderer (11) aufweist.
Verpackungsmaschine gemäß Anspruch 7 sowie einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit die Rollen (8) derart steuern kann, dass die Behälter (3) auf dem Sammelförderer (11) einen derartigern Abstand und eine derartige Geschwindigkeit aufweisen, dass der Greifer (5) die Behälter (3) ergreifen kann.
Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Behälter (3) mit der Geschwindigkeit des Greifers (5) vor dem Greifen der Behälter (3) synchronisierbar ist.
Verpackungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktionspaarung des Behältermaterials und des Rollenmaterials einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist, derart, dass im wesentlichen kein Schlupf auftritt.
Verfahren zum Verschließen von Behältern (3) durch Aufbringen einer Folie mit einer Zuführeinheit (2) und einem Greifer (5), dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist: a.) Zuführen von befüllten Behältern (3) mit einer Zuführeinheit (2); b.) Ausrichten der Behälter (3) durch eine Mehrzahl von Rollen (8), wobei die Rollen (8) jeweils unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Schritte aufweist: c.) Greifen der ausgerichteten Behälter durch einen Greifer (5); d.) Transportieren der Behälter (3) in eine Verschließeinheit (4); d.) Aufbringen einer Folie in der Verschließeinheit (4); e.) Gleichzeitiger Abtransport der verschlossenen Behälter (3) durch den Greifer (5) aus der Verschließeinheit (4) auf eine Abführungseinheit (6).