DE102007023964A1

DE102007023964A1 - Übergabevorrichtung zur Übergabe einer Faltschachtel

Info

Publication number: DE102007023964A1
Application number: DE102007023964A
Authority: DE
Inventors: Stephan Klein
Original assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Current assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-27
Also published as: EP2029435A1; CA2665305A1; EP2029435B1; WO2008141815A1; BRPI0804515A2; US20090233779A1; US7976449B2; DE502008000137D1

Abstract

Eine Übergabevorrichtung zur Übergabe einer Faltschachtel aus einem sie in flachliegendem Zustand aufnehmenden Magazin an eine Fördervorrichtung umfasst eine die Faltschachtel übernehmende und während der Übergabe tragende Haltevorrichtung, die auf einer Zykloidenbahn mit mehreren Umkehrpunkten und dazwischenliegenden Kurvenbögen bewegbar ist. Dabei weist die Übergabevorrichtung einen Grundhebel, der eine kontinuierliche, gleichförmige Drehbewegung ausführt, ein 1. Hebelpaar, das einen 1. Hebel, der über ein 1. Gelenk schwenkbar am Grundhebel gelagert ist, und einen 2. Hebel aufweist, der über ein 2. Gelenk schwenkbar am 1. Hebel gelagert ist, und ein 2. Hebelpaar auf, das einen 3. Hebel, der über ein 3. Gelenk schwenkbar am Grundhebel gelagert ist, und einen 4. Hebel aufweist, der über ein 4. Gelenk schwenkbar am 3. Hebel gelagert ist. Die freien Enden des 2. Hebels und des 4. Hebels sind über ein weiteres Gelenk miteinander verbunden, so dass die beiden Hebelpaare ein Gelenk-Viereck bilden. Die Haltevorrichtung ist an einem Halteblock angebracht, der an dem weiteren Gelenk schwenkbar mit dem Gelenk-Viereck verbunden ist. Das 1. Hebelpaar weist eine 1. Kurvenrolle auf, die mit einer 1. Steuerkurve in Eingriff steht, und das 2. Hebelpaar weist eine 2. Kurvenrolle auf, die mit einer 2. Steuerkurve in Eingriff steht. Dabei kann ein schwenkbar gelagertes Führungsteil vorgesehen sein, das eine Linearführung aufweist. An dem Halteblock kann ein Schlittenteil ausgebildet ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Übergabevorrichtung zur Übergabe einer Faltschachtel aus einem sie in flachliegendem Zustand aufnehmenden Magazin an eine Fördervorrichtung unter gleichzeitigem Aufrichten, mit einer die Faltschachtel übernehmenden und während der Übergabe tragenden Haltevorrichtung, die auf einer Zykloidenbahn mit mehreren Umkehrpunkten und dazwischenliegenden Kurvenbögen bewegbar ist.
Eine derartige Übergabevorrichtung findet beispielsweise in einer Kartoniermaschine Verwendung, bei der es notwendig ist, vor Zuführung des zu verpackenden Produktes zunächst eine in einem Magazin in flach zusammengelegtem Zustand aufgenommene Faltschachtel aufzurichten und in einer üblicherweise als Band- oder Kettenförderer ausgebildeten Fördervorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Wie es beispielsweise aus der DE 198 01 194 A1 bekannt ist, wird zu diesem Zweck jede Faltschachtel mittels einer Haltevorrichtung, die insbesondere in Form einer Saugvorrichtung ausgestaltet ist und an einem umlaufenden, an einem Sonnenrad ablaufenden Planetenteil einer Entnahmevorrichtung angeordnet ist, aus dem Magazin entnommen und mit die ser auf einer Zykloidenbahn der Fördervorrichtung zugeführt und in einer zwischen zwei dort angeordneten Fingern gebildeten Zelle abgelegt. Während der Bewegung entlang der Zykloidenbahn wird ein am Planetenteil gelagertes Aufrichtorgan mit der Faltschachtel in Anlage gebracht, wodurch diese aufgerichtet wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines einfachen Planetengetriebes in der Übergabevorrichtung nicht ausreicht, um eine über längere Zeit betriebssichere Übergabe der Faltschachtel an die Fördervorrichtung zu gewährleisten. Es ist deshalb versucht worden, den Verlauf der Zykloidenbahn zu optimieren, indem beispielsweise das Sonnenrad taktweise vor- und zurückbewegt wird oder indem ein 2. Sonnenrad mit einem weiteren Planetenteil angeordnet wird, wobei die beiden Sonnenräder relativ zueinander verstellbar sind und somit die Bewegungen in gewünschter Weise angepasst werden können. Gemäß der DE 198 01 194 A1 wird sowohl für die Drehbewegung der Haltevorrichtung als auch für die Drehbewegung des Aufrichtorgans jeweils eine Korrektur-Drehbewegung an unabhängigen Steuerkurven abgegriffen und mit der jeweiligen aus der Drehung des Planetenteils resultierenden Drehbewegung überlagert. In allen Fällen ist der konstruktive Aufwand zur Erzielung der Zykloidenbahn sehr hoch, wodurch die Übergabevorrichtungen nicht nur teuer, sondern insbesondere auch störungsanfällig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übergabevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen konstruktiv einfachen Aufbau besitzt und eine zuverlässige Übergabe der Faltschachtel an die Fördervorrichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Übergabevorrichtung der genannten Art gelöst, die folgende Merkmale aufweist:

– es ist ein Grundhebel vorgesehen, der eine kontinuierlich, gleichförmige Drehbewegung ausführt,
– es ist ein 1. Hebelpaar vorgesehen, das einen 1. Hebel, der über ein 1. Gelenk schwenkbar am Grundhebel gelagert ist, und einen 2. Hebel aufweist, der über ein 2. Gelenk schwenkbar am 1. Hebel gelagert ist,
– es ist ein 2. Hebelpaar vorgesehen, das einen 3. Hebel, der über ein 3. Gelenk schwenkbar am Grundhebel gelagert ist, und einen 4. Hebel aufweist, der über ein 4. Gelenk schwenkbar am 3. Hebel gelagert ist,
– die freien Enden des 2. Hebels und des 4. Hebels sind über ein weiteres Gelenk miteinander verbunden, so dass die beiden Hebelpaare ein Gelenk-Viereck bilden,
– es ist ein Halteblock vorgesehen, an dem die Haltevorrichtung angebracht ist und der an dem weiteren Gelenk schwenkbar mit dem Gelenk-Viereck verbunden ist,
– das 1. Hebelpaar weist eine 1. Kurvenrolle auf, die mit einer 1. Steuerkurve in Eingriff steht, und
– das 2. Hebelpaar weist eine 2. Kurvenrolle auf, die mit einer 2. Steuerkurve in Eingriff steht.

Erfindungsgemäß wird das bei vorbekannten Übergabevorrichtungen üblicherweise verwendete Planetengetriebe durch ein Hebelgetriebe ersetzt. Ausgangspunkt ist ein Grundhebel, der kontinuierlich und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit mittels eines geeigneten Antriebs gedreht wird. An dem Grundhebel ist ein aus vier Hebeln aufgebautes Gelenk-Viereck gelagert, wobei jeder Hebel beidseitig gelenkig gelagert ist, so dass ein Parallelogramm-Gestänge gebildet ist. Um den Hebeln während des Durchlaufens der gesamten Zykloidenbahn definierte Bewegungen und Relativpositionen aufzuzwingen, ist dem 1. Hebelpaar eine 1. Kurvenrolle zugeordnet, die mit einer 1. Steuerkurve in Eingriff steht. Zusätzlich ist dem 2. Hebelpaar eine 2. Kurvenrolle zugeordnet, die mit einer 2. Steuerkurve in Eingriff steht. Die freien Enden des 2. Hebels des 1. Hebelpaars und des 4. Hebels des 2. Hebelpaars sind über ein weiteres Gelenk mit einander verbunden. An diesem weiteren Gelenk ist zusätzlich ein Halteblock schwenkbar gelagert, an dem die Haltevorrichtung angebracht ist. Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung einen üblichen Sauger, der durch Aufbringung von Unterdruck aktivierbar ist.
Für die Steuerung der Schwenkbewegung des Halteblocks um das weitere Gelenk ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein schwenkbar gelagertes Führungsteil vorgesehen, das eine Linearführung, beispielsweise eine Schiene oder eine Führungsnut aufweist. An dem Halteblock ist ein Schlittenteil ausgebildet, das auf der Linearführung sitzt und längs der Linearführung bewegbar ist. Die Ausgestaltung des Führungsteils mit einer Linearführung ermöglicht es, die Bewegungen der einzelnen Bauteile so zu überlagern, dass die Haltevorrichtung im Umkehrpunkt der Zykloidenbahn an dem Faltschachtel-Magazin eine lineare Bewegung senkrecht zur Oberfläche der im Magazin gestapelten Faltschachteln ausführt, wodurch eine sichere Entnahme der unteren Faltschachtel des Faltschachtelstapels gewährleistet und ein Anschlagen der entnommenen Faltschachtel an dem Magazin zuverlässig vermieden ist. Eine gleichartige lineare Bewegung kann auch in einem Umkehrpunkt der Zykloidenbahn nahe eines Gegensaugers und/oder im Umkehrpunkt der Zykloidenbahn bei Ablage der aufgerichteten Faltschachtel auf der Fördervorrichtung erreicht werden.
Das Führungsteil ist um eine Achse schwenkbar, die parallel zur Antriebsachse des Grundhebels verläuft. Vorzugsweise fallen diese beiden Achsen zusammen, so dass das Führungsteil um die Antriebsachse des Grundhebels schwenkbar ist.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung nicht unmittelbar am Halteblock sitzt, sondern dass ein vorzugsweise in Längsrichtung der Antriebsachse und parallel dazu verlaufender Arm angeordnet ist, auf dem die Haltevorrichtung angebracht ist und der parallel zu einer Schwenkachse des Halteblocks verläuft.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Umgebung einer Übergabevorrichtung in einer Kartoniermaschine mit der Zykloidenbahn und den Steuerkurven,
2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Übergabevorrichtung,
3 die Übergabevorrichtung bei der Entnahme einer Faltschachtel aus dem Magazin,
4 die Übergabevorrichtung unmittelbar nach der Entnahme der Faltschachtel aus dem Magazin,
5 die Übergabevorrichtung kurz nach der Situation gemäß 4,
6 die Übergabevorrichtung bei der Anlage der Faltschachtel an dem Gegensauger und
7 die Übergabevorrichtung bei Ablage der Faltschachtel auf der Fördervorrichtung.
1 zeigt die grundsätzliche Anordnung einer Übergabevorrichtung 10 innerhalb einer Kartoniermaschine. Die Kartoniermaschine weist eine umlaufende Fördervorrichtung 30 beispielsweise in Form eines Kettenförderers auf, der mehrere auf Abstand angeordnete Finger 31 besitzt, zwischen denen Zellen 32 gebildet sind. In jede Zelle 32 ist jeweils eine aufgerichtete Faltschachtel FS einsetzbar. Die Förder vorrichtung 30 wird von oben mit Faltschachteln befüllt, wobei ihre Förderrichtung F sich im wesentlichen horizontal erstreckt.
Oberhalb der Fördervorrichtung 30 ist die Übergabevorrichtung 10 vorgesehen, von der in 1 nur ein Sauger 25.1 einer Haltevorrichtung in verschiedenen Positionen auf einer Zykloidenbahn Z dargestellt ist. Die Zykloidenbahn Z umfasst drei Umkehrpunkte P₁, P₂ und P₃, die auf den Eckpunkten eines etwa gleichzeitigen Dreiecks liegen. Der Umlaufsinn entlang der Zykloidenbahn Z erfolgt im wesentlichen im Gegen-Uhrzeigersinn, wie es durch die Pfeile U angedeutet ist.
1 zeigt in der rechten oberen Darstellung den Zustand der Haltevorrichtung, in dem der Sauger 25.1 sich im oberen Umkehrpunkt P₁ befindet, dem ein Magazin M zugeordnet ist, in dem die Faltschachteln FS in flach zusammengelegtem Zustand in gestapelter Form aufgenommen sind. Wenn der Sauger 25.1 mit der unteren Faltschachtel FS des Faltschachtel-Stapels des Magazins M in Anlage kommt, wird der Sauger 25.1 aktiviert und dadurch die untere Faltschachtel FS des Magazins M ergriffen. Anschließend wird der Sauger 25.1 zusammen mit der Faltschachtel M auf einem 1. Kurvenbogen der Zykloidenbahn Z in Richtung des 2. Umkehrpunktes P₂ bewegt, in dem ein Aufzieh- oder Gegensauger 29 angeordnet ist. Wenn der 2. Umkehrpunkt P₂ erreicht ist (1, oben links), wird die Faltschachtel FS mit dem stationären Aufzieh- oder Gegensauger 29 in Anlage gebracht, wodurch die Faltschachtel M bei weiterer Bewegung des Saugers 25.1 auf der Zykloidenbahn Z und einem daraus resultierenden Entfernen von dem Gegensauger 29 um ein geringes Maß auseinandergezogen wird.
Am Ende der Bewegung entlang dem 2. Kurvenbogen der Zykloidenbahn Z zwischen dem 2. Umkehrpunkt P₂ und dem 3. Umkehrpunkt P₃, d. h. bei Erreichen des 3. Umkehrpunktes P₃, in dem die Übergabe der Faltschachtel FS an die Fördervorrichtung 30 erfolgt, ist der Sauger 25.1 mit seiner die Faltschachtel FS tragenden Saugfläche im wesentlichen horizontal ausgerichtet und verläuft somit parallel zur Förderrichtung F der Fördervorrichtung 30 (1, untere Darstellung). Während der Bewegung zwischen dem 2. Umkehrpunkt P₂ und dem 3. Umkehrpunkt P₃ wird ein nicht dargestelltes, an sich bekanntes Aufrichtorgan, das einen Aufrichtanschlag bildet, mit der Faltschachtel FS in üblicherweise in Anlage gebracht, wodurch diese aufgerichtet wird.
Im Umkehrpunkt P₃ kann die Faltschachtel M von oben in die zwischen zwei Fingern 31 gebildete Zelle 32 der Fördervorrichtung 30 eingesetzt werden, wobei die Ausrichtung der Zykloidenbahn Z relativ zur Fördervorrichtung 30 den Vorteil mit sich bringt, dass der Sauger 25.1 und somit die Faltschachtel FS bei Annäherung an den 3. Umkehrpunkt P₃, in dem die Übergabe der Faltschachtel erfolgt, eine in Förderrichtung F gerichtete Bewegungskomponente aufweist. Nach Abgabe der Faltschachtel an die Fördervorrichtung 30 kehrt die Haltevorrichtung 24 mit dem Sauger 25.1 auf einem 3. Kurvenbogen der Zykloidenbahn Z zu dem Magazin M zurück (1, rechte obere Darstellung), woraufhin der Zyklus von neuem abläuft.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Übergabevorrichtung 10, die als Hebelgetriebe ausgebildet ist. Die 3 bis 7 zeigen die gegenseitige Anordnung der Hebel der Übergabevorrichtung 10 in verschiedenen Positionen auf der Zykloidenbahn Z.
Auf einer Antriebswelle 17, die um eine Antriebsachse A eine kontinuierliche, gleichförmige Drehbewegung mit konstanter Drehgeschwindigkeit ausführt (Pfeil D) sitzt ein im wesentlichen senkrecht zur Antriebsachse A ausgerichteter Grundhebel 11. Nahe dem der Antriebsachse A abgewandten Ende des Grundhebels 11 ist an diesem ein 1. Hebelpaar 12 ge lenkig angeschlossen. Das 1. Hebelpaar 12 umfasst einen 1. Hebel 12.1, der über ein 1. Gelenk 15 am Grundhebel 11 gelagert ist, wobei eine Schwenkachse B₁ des 1. Gelenks 15 parallel zur Antriebsachse A verläuft. Nahe dem 1. Gelenk 15 trägt der 1. Hebel 12.1 eine 1. Kurvenrolle 14, die mit einer 1. Kurvenbahn K₁ (siehe 1) in Eingriff steht.
An seinem dem 1. Gelenk 15 abgewandten Ende ist der 1. Hebel 12.1 über ein 2. Gelenk 16, dessen Schwenkachse B₂ ebenfalls parallel zur Antriebsachse A verläuft, gelenkig mit einem 2. Hebel 12.2 verbunden.
Auf der dem 1. Hebelpaar 12 abgewandten Seite des Grundhebels 11 ist an diesem ein 2. Hebelpaar 13 angeschlossen. Das 2. Hebelpaar 13 umfasst einen 3. Hebel 13.1, der an einem 3. Gelenk 19 (in 2 nicht sichtbar) gelenkig mit dem Grundhebel 11 verbunden ist, wobei eine Schwenkachse des 3. Gelenks 19 vorzugsweise mit der Schwenkachse B₁ des 1. Gelenks 15 zusammenfällt.
Der 3. Hebel 13.1 trägt eine 2. Kurvenrolle 18, die mit einer 2. Kurvenbahn K₂ (siehe 1) in Eingriff steht. An seinem dem 3. Gelenk 19 abgewandten Ende ist der 3. Hebel 13.1 über ein 4. Gelenk 21, dessen Schwenkachse B₃ parallel zur Antriebsachse A verläuft, gelenkig mit einem 4. Hebel 13.2 verbunden.
Das freie, dem 2. Gelenk 16 abgewandte Ende des 2. Hebels 12.2 und das freie, dem 4. Gelenk 21 abgewandte Ende des 4. Hebels 13.2 sind über ein weiteres Gelenk 33 gelenkig miteinander verbunden, dessen Schwenkachse B₄ parallel zur Antriebsachse A verläuft. Die beiden Hebelpaare 12 und 13 bzw. die vier Hebel 12.1, 12.2, 13.1 und 13.2 bilden somit ein Gelenk-Viereck 34 bzw. ein Parallelogramm-Gestänge.
An das Gelenk-Viereck 34 ist in dem weiteren Gelenk 33 ein Halteblock 22 gelenkig angeschlossen, der eine Schwenkung um die Schwenkachse B₄ ausführen kann. Der Halteblock 22 trägt einen querverlaufenden Ansatz 20, an dem ein in Längsrichtung der Antriebsachse A, jedoch versetzt zu dieser verlaufender Arm 23 angebracht ist, der an seinem vorderen freien Ende die Haltevorrichtung 24 trägt, die einen sich senkrecht zur Längsrichtung des Arms 23 erstreckenden stabförmigen Halter 25.2 aufweist, an dessen oberen freien Ende der Sauger 25.1 angeordnet ist.
Der Halteblock 22 besitzt ein Schlittenteil 28, das längsverschieblich auf einer Linearführung 27 sitzt, wie es in 2 durch den Doppelpfeil V angedeutet ist. Die Linearführung 27 ist Teil eines Führungsteils 26, das schwenkbar auf der Antriebswelle 17 sitzt und somit eine Schwenkung um die Antriebsachse A ausführen kann.
Die 3 bis 7 zeigen die erfindungsgemäße Übergabevorrichtung in verschiedenen Zuständen längs der Zykloidenbahn Z. Dabei ist ersichtlich, dass der Sauger 25.1 der Haltevorrichtung 24 in allen Zuständen radial nach außen gerichtet ist. Wie insbesondere die 3 bis 5 zeigen, ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausgestaltung und insbesondere die Anordnung der Linearführung 27, dass die die Faltschachtel FS im Magazin M ergreifende Saugfläche des Saugers 25.1 vollflächig mit der Oberfläche der unteren Faltschachtel in Anlage kommt und im weiteren Verlauf der Bewegung zunächst eine rein translatorische Bewegung auf einer geradlinigen Bahn ausführt, obwohl der Grundhebel 11 eine weitere Schwenkbewegung ausführt, wie es aus den 3, 4 und 5 ersichtlich ist. Entsprechend erfolgt eine lineare Annäherung im Umkehrpunkt P₂ an den Gegensauger 29.
In den Figuren ist die Übergabevorrichtung 10 mit nur einem Gelenk-Viereck und einem Sauger dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, die Übergabevorrichtung mit mehreren Saugern auszurüsten, die über den Umfang verteilt sind und jeweils ein Gelenk-Viereck besitzen. Die Kurvenrollen aller Gelenk- Vierecke können dabei in den gleichen Kurvenbahnen K₁ und K₂ geführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19801194 A1 [0003, 0004]

Claims

Übergabevorrichtung zur Übergabe einer Faltschachtel (FS) aus einem sie in flachliegendem Zustand aufnehmenden Magazin (M) an eine Fördervorrichtung (30) unter gleichzeitigem Aufrichten, mit einer die Faltschachtel (FS) übernehmenden und während der Übergabe tragenden Haltevorrichtung (24), die auf einer Zykloidenbahn (Z) mit mehreren Umkehrpunkten (P₁, P₂, P₃) und dazwischenliegenden Kurvenbögen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabevorrichtung (10) aufweist: – einen Grundhebel (11), der eine kontinuierliche, gleichförmige Drehbewegung ausführt, – ein 1. Hebelpaar (12), das einen 1. Hebel (12.1), der über ein 1. Gelenk (15) schwenkbar am Grundhebel (11) gelagert ist, und einen 2. Hebel (12.2) aufweist, der über ein 2. Gelenk (16) schwenkbar am 1. Hebel (12.1) gelagert ist, – ein 2. Hebelpaar (13), das einen 3. Hebel (13.1), der über ein 3. Gelenk (19) schwenkbar am Grundhebel (11) gelagert ist, und einen 4. Hebel (13.2) aufweist, der über ein 4. Gelenk (21) schwenkbar am 3. Hebel (13.1) gelagert ist, – wobei die freien Enden des 2. Hebels (12.2) und des 4. Hebels (13.2) über ein weiteres Gelenk (33) miteinander verbunden sind, so dass die beiden Hebelpaare (12, 13) ein Gelenk-Viereck (34) bilden, und – einen Halteblock (22), an dem die Haltevorrichtung (24) angebracht ist und der an dem weiteren Gelenk (33) schwenkbar mit dem Gelenk-Viereck (34) verbunden ist, – wobei das 1. Hebelpaar (12) eine 1. Kurvenrolle (14) aufweist, die mit einer 1. Steuerkurve (K₁) in Eingriff steht, und wobei das 2. Hebelpaar (13) eine 2. Kurvenrolle (18) aufweist, die mit einer 2. Steuerkurve (K₂) in Eingriff steht.
Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das ein schwenkbar gelagertes Führungsteil (26) vorgesehen ist, das eine Linearführung (27) aufweist, und das an dem Halteblock (22) ein Schlittenteil (28) ausgebildet ist, das auf der Linearführung (27) sitzt und längs dieser bewegbar ist.
Übergabevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (26) um die Antriebsachse (A) des Grundhebels (11) schwenkbar ist.
Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (24) an einem Arm (23) angebracht ist, der parallel zu einer Schwenkachse (B₄) des Halteblocks (22) verläuft.
Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (24) einen Sauger (25.1) umfasst.