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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufstecken von Säcken und
insbesondere eine Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken auf
einen Füllstutzen
einer Packmaschine.
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Bei
einer solchen Vorrichtung werden Säcke an der Aufsteckvorrichtung
zwischengelagert, um einen kontinuierlichen und störungsfreien
Betrieb der Packmaschine zu gewährleisten.
Zum Aufstecken wird ein Ventilsack aus dem Stapel vereinzelt. Anschließend wird
das Ventil geöffnet,
der Sack beschleunigt und der Sack auf den Füllstutzen aufgesteckt.
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Die
für einen
solchen Zweck eingesetzten Anlagen weisen einen Aufgabenbereich
für leere
Säcke oder
Sackbündel
auf, der regelmäßig manuell von
einer Bedienperson mit neuen Säcken
versorgt wird. Dazu ist der Aufgabebereich in einer ergonomisch
angenehmen Höhe
für die
Bedienperson angeordnet, um das Nachlegen der Säcke zu erleichtern.
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Moderne
Packmaschinen erreichen Abfüllleistungen
von einigen Tausend Säcken
pro Stunde, sodass eine erhebliche Sackanzahl nachgelegt werden
muss. Auf dem Transportweg von dem Aufgabebereich zum eigentlichen
Aufsteckvorgang muss regelmäßig eine
Höhendifferenz überwunden
werden, da die Höhe
des Füllstutzens,
auf den der Ventilsack aufgesteckt wird, von der Länge des
eingesetzten Sackmaterials abhängt.
Diese Länge
wird regelmäßig bei
der konstruktiven Planung der Anlage vorgegeben und hängt von
dem geplanten Einsatzzweck und dem eingesetzten Füllmaterial
ab. So sind Füllstutzenhöhen von
z. B. 1 m bis 1,60 m mögliche
und übliche
Füllstutzenhöhen. Das
bedeutet, dass von dem Aufgabebereich der neuen Säcke zum
Füllstutzen
nicht nur über
eine translatorische Wegdifferenz, sondern auch eine Höhendifferenz überwunden
werden muss., da die Aufgabehöhe
für die
Leersackbündel
arbeitsergonomischen Richtlinien entsprechen sollte und in der Regel
niedriger liegt und z. B. etwa 80 cm beträgt.
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Bei
einer Füllrate
von z. B. 3.600 Säcken
pro Stunde muss deshalb pro Sekunde ein Sack auf einen Füllstutzen
aufgeschossen werden.
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Außerdem muss
der Sack aus dem Sackbündel
vereinzelt werden, d. h. gegriffen und angehoben werden und weiterhin
muss das Sackventil geöffnet
und der Sack beschleunigt werden, sodass er zur passenden Zeit auf
den Füllstutzen
gelangt. Um einen solchen Bewegungsablauf über Stunden, Tage, Monate und
Jahre sicher gewährleisten
zu können, sind
hohe Anforderungen an die beteiligten Komponenten zu stellen. Gleichzeitig
ist aufgrund der Massenproduktion der abgefüllten Güter auch die Kostenseite bei
der Konstruktion zu beachten.
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Als
Antriebsmittel zur Überwindung
der verschiedenen Strecken haben sich im Stand der Technik Hubzylinder
durchgesetzt, da diese ohne nennenswerte Verzögerung mit hohen Beschleunigungswerten
ansprechen können,
sodass bei Aktivierung eines Hubzylinders eine schnelle translatorische
Reaktion erzeugt wird. Zur Überwindung
der unterschiedlichen translatorischen Wegdifferenzen wurden im
Stand der Technik deshalb mehrere unterschiedliche Antriebe verwendet,
wobei beispielsweise ein Sackbündel
von einem Sackmagazin zu dem Anfang eines Ablagetisches eines Aufsteckautomaten
verbracht wird, worauf hin das Sack bündel mittels eines Hubzylinderantriebs
auf den Ablagetisch überführt wird.
Anschließend
wird bei diesem Stand der Technik das Sackbündel translatorisch zu einem
Hubelement verfahren, mit dem es dann wiederum auf die vorgesehene
Höhe hochgehoben
wird. Dort angekommen muss in der Geschwindigkeit des Arbeitstaktes
ein Sack ergriffen, angehoben und das Sackventil geöffnet werden,
bevor der Sack auf den Füllstutzen
aufgesteckt wird.
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Beim
Wechsel eines Sackbündels
muss das Hubelement zunächst
abgesenkt werden und anschließend
ein Leersackbündel
mit dem Hubzylinderantrieb auf das Hubelement translatorisch verschoben
werden, woraufhin das Hubelement mit seinen zugeordnetem Hubzylinder
wieder angehoben wird. Das und das anschließende Aufstecken des ersten Sackes
des neuen Sackbündels
muss innerhalb eines regulären
Arbeitstaktes erfolgen. Nachfolgend werden die Säcke einzeln gegriffen und aufgesteckt, bis
das nächste
Sackbündel
herangeholt werden muss.
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Der
bekannte Stand der Technik funktioniert, erfordert aber einen hohen
materiellen und finanziellen Einsatz und lässt bei einer zu erwartenden
weiteren Steigerung der Abfüllleistung
nur noch wenig Spielraum zu.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
zum Aufstecken von Säcken
zur Verfügung
zu stellen, die mit geringerem Aufwand eine gleiche Zuverlässigkeit
erzielt.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere
vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden in
der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufstecken von Säcken
ist insbesondere zum Aufstecken von Ventilsäcken auf einen Füllstutzen
einer Packmaschine vorgesehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen
Ablagetisch und eine Transporteinrichtung, um ein Sackbündel von
einer Übergabeposition
zu übernehmen
und zu einer Aufnahmeposition auf dem Ablagetisch zu transportieren,
in der ein Sack einzeln greifbar ist, um den Sack aufzunehmen und
anschließend
aufzustecken. Erfindungsgemäß weist
die Transporteinrichtung eine Antriebseinrichtung zum Transport
der Sackbündel
auf, mit der sowohl eine translatorische Entfernung als auch eine
vorbestimmte Höhendifferenz überbrückbar ist,
wobei die Transporteinrichtung einen Riemenantrieb aufweist.
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Die
Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der Erfindung
ist, dass sowohl eine horizontale Entfernung als auch eine vertikale
Entfernung mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung überbrückbar ist,
sodass durch Aktivierung einer einzelnen Transporteinrichtung sowohl
eine horizontale als auch eine vertikale Entfernung überwunden
werden kann. Das ist ein erheblicher Vorteil, da bei der Aktivierung
der Antriebseinrichtung keine Sicherheitszeiten zwischen den einzelnen
Bewegungen eingehalten werden müssen,
um Kollisionen oder dergleichen zu vermeiden. Bei der Erfindung
wird der Antrieb aktiviert und automatisch wird eine horizontale
und eine vertikale Entfernung überwunden.
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Ein
weiterer großer
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass anstelle einer Mehrzahl
von Hubzylindern nur ein gemeinsamer Antrieb eingesetzt wird, sodass
ein erheblicher finanzieller Aufwand eingespart werden kann. Da
der Antrieb zum Transport von Sackbündeln dient und da nicht mehrere
aufeinander folgende translatorische Bewegungen aufeinander abgestimmt
werden müssen,
reicht die Reaktionsgeschwindigkeit eines Rie menantriebs vollständig aus
und übertrifft
insgesamt sogar die bisher eingesetzte Technik.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist
der Riemen des Riemenantriebs wenigstens einen nach außen vorstehenden Mitnehmer
auf, um eine Sackbündel
auf dem Ablagetisch mitzunehmen. Durch den insbesondere radial nach
außen
stehenden Mitnehmer kann nicht nur ein Sack transportiert werden,
sondern es kann gleich ein Sackbündel
oder ein Sackstapel weiter transportiert werden, der eine Vielzahl
von Säcken
umfasst. Beispielsweise kann ein Sackbündel 10, 15, 20, 30 oder auch
40 Säcke
umfassen. Die genaue Anzahl hängt
von den jeweiligen Einsatzbedingungen und dem verwendeten Sackmaterial
ab. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass Ventilsäcke
im Bereich des Ventils regelmäßig eine
größere Dicke
aufweisen, sodass die Säcke
nicht nur im Boden- und Kopfbereich etwas dicker sind als im zentralen
Bereich der Säcke, sondern
dass die Säcke
im Ventilbereich zusätzlich noch
etwas dicker sind. Das führt
dazu, dass eine große
Anzahl von aufeinander gestapelten Säcken zu einer windschiefen
Lagerung führt,
sodass sich bei bevorzugten Anwendungsfällen Sackzahlen von etwa 10
bis 30 pro Sackbündel
bewährt
haben.
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In
bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist ein Leersackmagazin
vorgesehen, welches einen Aufgabenbereich umfasst, an dem in einer
vorbestimmten Aufgabehöhe
Sackbündel
zuführbar sind.
Dabei ist das Leersackmagazin geeignet und bestimmt dazu, Sackbündel von
dem Aufgabebereich zu der Übergabeposition
zu transportieren. Dabei ist die Aufgabehöhe eine für den Bediener komfortable
Aufgabehöhe,
da im Laufe eines Tages bei den typischerweise ganztags betriebenen
Anlagen ganz erhebliche Sackzahlen nachzulegen sind, sodass eine
für den
Bediener komfortable und ergonomische Aufgabeposition wichtig ist.
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Besonders
bevorzugt ist das Leersackmagazin als Leersackzellenband ausgeführt, welches
zwischen radial nach außen
stehenden Zinken jeweils eine Zelle zur Aufnahme eines Sackbündels aufweist.
Das Leersackzellenband weist auf diese Art eine Vielzahl hintereinander
angeordneter Zellen auf, die jeweils durch mehrere parallel angeordnete
radial nach außen
stehende Zinken getrennt sind. Das Leersackzellenband ist dazu geeignet
und dazu bestimmt, in insbesondere getakteter Betriebsweise jeweils
ein Sackbündel
pro Takt an die Transporteinrichtung in der Übergabeposition zu übergeben.
Das bedeutet, dass bei jedem Takt des Leersackzellenbandes ein Sackbündel an
der Übergabeposition
abgelegt wird.
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Solche
Leersackzellenbänder
als Leersackmagazin weisen erhebliche Vorteile auf, da durch die räumlich getrennten
Zellen jeweils definierte Aufgabebereiche für Sackbündel zur Verfügung gestellt werden,
sodass unterschiedlich dicke Bereiche der Ventilsäcke sich
nicht negativ auf die Lagerung einer Vielzahl der Säcke auswirken,
da jeweils nur einige Säcke übereinander
anliegend angeordnet sind.
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Vorzugsweise
weist der Ablagetisch eine ebene Aufnahmefläche an der Aufnahmeposition und
einen dazu geneigten Übergabebereich
an der Übergabeposition
auf. An den geneigten Übergabebereich
werden die Säcke
bzw. das Sackbündel
von dem Leersackmagazin übernommen.
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Besonders
bevorzugt ist zwischen dem Übergabebereich
und der Aufnahmefläche,
d. h. vor der Aufnahmefläche
eine insbesondere ebene Wartefläche
vorgesehen, zu welcher ein Sackbündel
mit der Transporteinrichtung transportierbar ist, während das
auf der Aufnahmefläche
in der Aufnahmeposition angeordnete Sackbündel abgearbeitet wird. Dabei
ist besonders bevorzugt die Wartefläche parallel und direkt benachbart
zu der Aufnahmefläche
vorgesehen, wobei zwischen der Aufnahmefläche und der Wartefläche auch
ein kleiner Abstand von z. B. einer halben oder einer Sacklänge vorgesehen
sein kann.
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Diese
Weiterbildung bietet besondere Vorteile, da bei Wechsel eines Sackbündels das
nachfolgende Sackbündel
schon in der Warteposition auf der Wartefläche angeordnet ist, sodass
durch einen geringfügigen
Weitertransport aus der Warteposition in die Aufnahmeposition ein
neues Sackbündel
zur Verfügung
gestellt wird. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es nicht
notwendig, mehrere Hubzylinder nacheinander kontrolliert und abhängig voneinander
gesteuert zu verfahren, um ein neues Sackbündel in die Aufnahmeposition
zu verbringen.
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Bei
dieser Weiterbildung wird nach der Überführung eines Sackbündels in
die Aufnahmeposition das nächste
Sackbündel
in dem Übergabebereich
in der Übergabeposition übernommen
und direkt schon in die Warteposition an der Wartefläche verbracht, während gleichzeitig
schon das in der Aufnahmeposition sich befindende Sackbündel abgearbeitet
wird. Das bedeutet, dass für
den Transport eines neues Sackbündels
in die Warteposition nahezu die gesamte Verarbeitungszeit eines
Sackbündels
zur Verfügung
steht, sodass an die Geschwindigkeit der Überführung des Sackbündels von
der Übergabeposition in
die Warteposition vergleichsweise keine besonders hohen Anforderungen
gestellt werden. Im Stand der Technik mussten hingegen innerhalb
eines einzigen Arbeitstaktes zwei gesteuerte Vertikalbewegungen
und eine gesteuerte Horizontalbewegung nacheinander kontrolliert
ausgeführt
werden.
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In
Weiterbildungen der Erfindung ist die Aufnahmeposition zur Aufnahme
eines Sackes von dem Ablagetisch in einer vorbestimmten Aufnahmehöhe angeordnet,
wobei die Aufnahmehöhe
regelmäßig deutlich
höher als
die Aufgabehöhe
des Aufgabebereiches vorgesehen ist, da die Aufnahmehöhe nämlich von
der Höhe
des Füllstutzens
abhängt,
auf den der Ventilsack aufgesteckt werden soll. Deshalb wird die
Aufnahmehöhe
bei der konstruktiven Aus legung der Maschine berücksichtigt, da dies praktisch
eine Anlagenkonstante ist. Regelmäßig ist die Höhendifferenz
zwischen der Aufnahmehöhe
und der Aufgabehöhe
an dem Leersackzellenband wenigstens 20 oder sogar 80 cm. Auch 10
cm und andere Werte sind möglich.
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In
besonders bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung weist der Ablagetisch
Schlitze auf, durch die die Mitnehmer über die Oberfläche nach oben
hervorstehen, wenn die Mitnehmer in entsprechenden Bereichen des
Ablagetisches angeordnet sind. Dies bedeutet, dass ein Sackbündel auf
dem Ablagetisch aufliegt, während
es mit den durch die Schlitze nach oben hervorstehenden Mitnehmern
in Transportrichtung mitgenommen wird.
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Besonders
bevorzugt weist der Riemenantrieb an dem Ablagetisch wenigstens
zwei oder auch mehr parallel vorgesehen Riemen auf. In einer bevorzugten
Ausgestaltung werden vier parallele Riemen eingesetzt, die aber
immer gleichzeitig angetrieben werden.
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Insbesondere
im Bereich der Übergangsfläche des
Ablagetisches oder im sich daraus anschließenden Bereich sind die Riemen
jeweils separat und einzeln gelagert. Insbesondere sind die Lagerungen der
einzelnen Riemen nicht mit einer gemeinsamen Welle miteinander verbunden,
sodass der Riemenantrieb im Übergabebereich
in einer Aufsicht gabelförmig
gestaltet ist, wobei die einzelnen Riemen als Zinken der Gabelform
von dem Ablagetisch in Richtung auf das Leersackmagazin abstehen.
Das bedeutet, dass die freien Enden der Zinken des Leersackmagazins
zwischen die einzelnen Riemen des Riemenantriebs eintauchen und
damit kämmen
können,
sodass in diesem Bereich eine vorteilhafte Überlappung des Ablagetisches
mit dem Leersackzellenband vorliegt.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, dass die Zinken des Leersackzellenbandes mit Zwischenräumen des Ablagetisches
kämmen,
die zwischen den einzelnen Riemen vorgesehen sind.
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Solche
Ausgestaltungen bieten ganz erhebliche Vorteile und führen zu
einer weiteren Einsparung an mechanisch bewegten Komponenten. Die Übergabe
eines Ventilsackbündels
von dem Leersackzellenband an den Ablagetisch funktioniert bei einer
solchen Ausgestaltung nämlich
derart, dass das Leersackzellenband eine Zelle weiter schaltet,
soweit, dass die Zinken der zugehörigen Zelle zwischen die Riemen
bzw. in die Zwischenräumen
des Ablagetisches eintauchen. Damit liegt das in der Zelle des Leersackzellenbandes
befindliche Ventilsackbündel auf
den sich gabelförmig
von den Ablagetisch aus erstreckenden Riemen auf. Durch Aktivierung
der sich in einem hinteren und unteren Bereich des Riemenantriebs
befindlichen Mitnehmer kann nun von unten hinter das Sackbündel gegriffen
werden und die Mitnehmer auf den Riemen des Riemenantriebs nehmen
das frisch von dem Leersackzellenband übernommene Sackbündel in
Richtung auf die Aufnahmeposition mit. Während der Überführung wird dabei sowohl eine
translatorische Wegdifferenz in der Ebene als auch eine Höhendifferenz überwunden.
Bei dieser Ausgestaltung wird noch ein weiterer im Stand der Technik üblicher
Weg eingespart, da durch die miteinander kämmenden Komponenten eine separate Übergabemechanik
nicht mehr nötig
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jeder
Riemen des Riemenantriebs über
eine eigene Spannrolle jeweils einzeln separat gespannt. Grundsätzlich könnte zwar
auch für
alle Riemen eine Spanneinrichtung vorgesehen sein, aber da die einzelnen
eingesetzten Riemen unterschiedliche Längentoleranzen haben können, führt eine
solche gemeinsame Spanneinrichtung nicht unbedingt zur gewünschten
Zuverlässigkeit.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Aufsteckkopf vorgesehen,
der zum Öffnen
des Ventils und zum Aufstecken des Sackes dient. Dabei weist der
Aufsteckkopf insbesondere ein Greifersystem zur Aufnahme eines Sackes
und ein Beschleunigungssystem zur Beschleunigung des geöffneten Sackes
auf, um den Sack auf einen Füllstutzen
einer Füllanlage
aufzustecken bzw. aufzuschießen.
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Die
bislang beschriebenen Ausgestaltungen betreffen insbesondere eine
lineare Ausgestaltung, bei der das Leersackmagazin und der Aufsteckautomat
in Linie aufgestellt sind, was bedeutet, dass das Leersackmagazin
mit der Transportrichtung des Riemenantriebs fluchtet. Je nach den
vorliegenden Platzverhältnissen
kann es aber auch erforderlich sein, das Leersackmagazin unter einem
Winkel zur Transporteinrichtung des Riemenantriebs anzuordnen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung einer solchen gewinkelten Aufstellung
ist ein Drehtisch vorgesehen, der zwischen einer ersten und einer
zweiten Schwenkposition verschwenkbar angeordnet ist und der bei
der Verschwenkung des Drehtisches ein Sackbündel in die Übernahmeposition überführt.
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Vorzugsweise
ist der Drehtisch in einer ersten Dreh- bzw. Schwenkposition geeignet,
ein Sackbündel
von dem Leersackmagazin zu übernehmen, während er
in der zweiten Dreh- bzw. Schwenkposition geeignet ist, das Sackbündel in
die Übernahmeposition
zu überführen.
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In
besonders bevorzugten Weiterbildungen weist der Drehtisch Zwischenräumen bzw.
Schlitze auf, welche in der ersten Dreh- bzw. Schwenkposition mit den Zinken
des Leersackmagazins kämmen.
Dadurch wird ein geringer Abstand des Drehtisches zum Leersackmagazins
und eine einfache Übergabe
der Säcke
ermöglicht.
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Vorzugsweise
ist weiterhin ein Schwenkelement vorgesehen, welches in der ersten
Drehposition mit den Zwischenräumen
bzw. Schlitzen des Drehtisches kämmende
Mitnehmer aufweist, um ein Sackbündel
von dem Leersackmagazin auf den Drehtisch zu überführen.
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Besonders
bevorzugt fluchten die Schlitze des Drehtisches in der zweiten Drehposition
mit den Antriebsriemen, sodass die Mitnehmer durch die Schlitze
des Drehtisches von unten hindurch treten können, um ein Sackbündel zu
transportieren. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da
die Schlitze in einer Drehposition mit dem Zinken des Leersackmagazins
und in der anderen Drehposition mit den Riemen des Riemenantriebs
fluchten.
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Um
eine gefahrlose Verschwenkung des Drehtisches zu ermöglichen,
können
die Riemen im Bereich des Drehtisches nach unten verschwenkbar vorgesehen
sein, sodass die Transporteinrichtung im Bereich des Drehtisches
eine um eine horizontale Achse verschwenkbare Transporteinheit aufweist, welche
von einer oberen Schwenkstellung zum Transport der Sackbündel in
eine untere Schwenkstellung zum Verschwenken des Drehtisches verschwenkbar
ist. Alternativ dazu kann es auch vorgesehen sein, dass die Riemen
im Bereich des Drehtisches unterhalb der Oberfläche des Drehtisches derart
verlaufen, dass eine Drehung des Drehtisches möglich ist, wenn die Mitnehmer
sich nicht in den Schlitzen befinden.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen,
die nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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Darin
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten
Ausgestaltung;
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Darstellung des Ablagetisches nach 1 mit einem Sackbündel in
der Übergabeposition;
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3 eine
vergrößerte perspektivische
Darstellung des Ablagetisches mit einem Sackbündel in der Aufnahmeposition
und einem Sackbündel
in der Warteposition;
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4 eine
Aufsicht auf den Ablagetisch des Ausführungsbeispiels nach 1;
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5 eine
perspektivische Ansicht des Übergabebereichs
des Ausführungsbeispiels
nach 1;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche zu einer gewinkelten Aufstellung geeignet ist;
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7 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach 6 mit
einem Sackbündel
der Übergabeposition;
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8 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach 6 mit
einem Sackbündel
auf dem Drehtisch;
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9 eine
Aufsicht der Vorrichtung nach 7;
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10 eine
Aufsicht auf die Vorrichtung nach 8;
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11 ein
schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach 6 bei
der Übernahme
eines Sackbündels;
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12 eine
Aufsicht auf die Vorrichtung nach 11; und
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13 eine
stark schematische Aufsicht auf eine Packmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 13 ist
eine Anlage dargestellt, die eine Packmaschine 1 zum Abfüllen von
Produkten in Säcke 2,
einen Aufsteckautomaten 10 und ein Austrageband 70 zum
Abtransport der gefüllten
Ventilsäcke aufweist.
Die Packmaschine 1 ist hier als rotierende Füllanlage
mit mehreren Füllstutzen 34 ausgeführt, auf
die die zu füllenden
Ventilsäcke 2 mit
dem Aufsteckautomaten 10 aufgesteckt werden.
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Die
Packmaschine 1 dreht sich in die Drehrichtung 46,
während
die aufgesteckten Ventilsäcke 2 gefüllt werden.
Die fertig gepackten Ventilsäcke 2 werden
auf dem Austrageband 70 abgelegt und damit abtransportiert.
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In 2 ist
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen und als Aufsteckautomat ausgeführten Vorrichtung 10 dargestellt,
welche hier ein als Leersackzellenmagazin ausgeführtes Leersackmagazin 30 aufweist.
Ein Aufsteckkopf 20 ist vorgesehen, um die Säcke 2 eines
Sackbündels 3 einzeln
zu ergreifen, anzuheben, das jeweilige Ventil zu öffnen und
die Säcke
auf einen Füllstutzen
einer Packmaschine aufzustecken bzw. zu schießen.
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Typische
Packmaschinen zum Abfüllen
von pulverförmigen
Materialien in Ventilsäcke
erreichen hohe Abfüllleistungen
von bis zu einigen 100 Säcken pro
Füllstutzen.
Das bedeutet, das eine rotierende Anlage mit mehreren Füllstutzen
einige 1000 Säcke pro
Stunde abpacken kann. Diese Zahl stellt eine erhebliche Herausforderung
für einen
Sackaufsteckautomaten dar, da insbesondere bei einer rotierenden Packmaschine
ein einzelner Sackaufstecker alle Säcke aufstecken muss, sodass
sich eine Sackaufsteckrate ergibt, die der Anzahl der Füllstutzen multipliziert
mit der Abfüllrate
pro Füllstutzen
ergibt, wenn man nicht einen zweiten Aufsteckautomaten einsetzen
will, was naturgemäß zu entsprechend
erhöhten
Kosten führt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist zur
Zwischenlagerung der Sackbündel 3 das
Leersackzellenmagazin 30 mit den einzelnen Fächern 31 auf,
die durch auf dem Transportband des Leersackmagazins angeordnete
Zinken 33 voneinander getrennt werden. Da so eine Vielzahl
von Zellen 31 zur Verfügung
gestellt wird, in die jeweils ein Sackbündel von beispielsweise 10
bis 30 Säcken
einge stellt wird, ergibt sich eine auch in Anbetracht der möglichen
hohen Abfüllrate
gute Zwischenspeichermöglichkeit
für die
Säcke.
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Der
Bediener füllt
die Säcke
bzw. die Sackbündel 3 im
Aufgabebereich 18 nach. Um ihm eine bequeme und ergonomische
Arbeitsweise zu ermöglichen,
weist der Aufgabebereich eine Höhe 32 auf, die
die Bedienperson auch bei ständigem
Nachlegen nicht überanstrengt.
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In
Transportrichtung schließt
sich an das Leersackzellenband 30 der Ablagetisch 7 an,
zu dessen Aufnahmefläche 6 die
zu füllenden
und aufzusteckenden Säcke 2 transportiert
werden müssen.
Dazu wird das Leersackzellenmagazin 30 getaktet betrieben,
sodass bei Inbetriebnahme der Anlage ein erstes Sackbündel 3 auf
den Übergabebereich 35 an
der Übergabeposition 5 abgelegt
wird. Von dort wird es über
den Riemenantrieb 13 in die Aufnahmeposition 8 weiter
transportiert. Zu dem Transport wird ein Riemenantrieb 13 mit
mehreren Riemen 14 eingesetzt, an denen jeweils ein Mitnehmer 17 radial
nach außen absteht,
um über
den Mitnehmer 17 ein ganzes Sackbündel 3 gleichzeitig
weiter zu transportieren.
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In 2 ist
der Übergabebereich 35 und
die Aufnahmefläche 6 an
der Aufnahmeposition 8 vergrößert dargestellt. Nach dem
Einschalten und Anlaufen der Anlage befindet sich ein erstes Sackbündel 3 in
der Übergabeposition 5,
dabei sind die zu der Zelle 31 zugehörigen Zinken 33 des
Leersackzellenbandes in Zwischenräumen 19 in dem Aufgabetisch eingetaucht,
während
das sich über
die komplette Breite erstreckende Sackbündel 3 von den Riemen 14 zurückgehalten
wird und folglich auf dem Übergabebereich 35 des
Ablagetisches 7 abgelegt wird. Der Übergabebereich 35 ist
gegenüber
der Horizontalen geneigt, um beim Transport der Säcke über eine translatorische
Entfernung 11 eine Höhendifferenz 12 von
der Aufgabehöhe 32 an
dem Leersackmagazin zu der Aufnahmehöhe 24 an der Aufnahmefläche 6 zu überwinden.
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Die
Transporteinrichtung 13 umfasst die in 2 halb
verdeckten und in 3 klar erkenntlichen Mitnehmer 17,
sodass bei Ansteuerung des Riemenantriebs 13 das in 2 abgebildete
Sackbündel 3 in
Richtung auf die Aufnahmeposition 8 verfahren wird. Die
Mitnehmer 17 stehen von dem Riemen radial nach außen ab.
Vorzugsweise ist pro Riemen genau ein Mitnehmer 17 vorgesehen,
der jeweils durch die Schlitze 38 des Ablagetisches 7 über die
Oberfläche 37 hinausragt
und in Vorwärtsrichtung und
in Rückwärtsrichtung
angetrieben werden kann.
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Zur
Spannung der einzelnen Riemen sind einzeln gelagerte Spannrollen 16 vorgesehen,
sodass jeder Riemen 14 des Riemenantriebs 13 separat
gespannt wird, um beispielsweise Fertigungstoleranzen auszugleichen.
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Um
bei fehlerhaft eingelegten Sackbündeln oder
sonstigen in eine Zelle 31 fehlerhaft eingelegten festen
Gegenständen
Schäden
an der Anlage zu vermeiden, ist der Ablagetisch 7 insgesamt
um den Drehpunkt 39 verschwenkbar gelagert, wird aber von einer
hier in 2 nicht sichtbaren Vorbelastungseinrichtung 40 in
die Betriebsposition 41 vorbelastet, in der die Aufnahmefläche 6 im
Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Falls eine die Kraft der
Vorbelastungseinrichtung 40 übersteigende Kraft von oben auf
den Übergabebereich 35 des
Ablagetisch 7 ausgeübt
wird, verschwenkt der Übergabebereich 35 des
Ablagetisch 7 um die horizontale Achse 39 und ein
ebenfalls hier nicht dargestellter Lagesensor 42 löst einen
Alarm aus, der regelmäßig zu einem
Stopp der Anlage führt.
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Die
Antriebswelle 15 des Riemenantriebs 14 ist in
der Darstellung nach 2 am rechten Ende des Ablagetisch 7 angeordnet.
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Der
Aufsteckkopf 20 umfasst ein Greifersystem 44 und
ein Beschleunigungssystem 45, sowie eine Sacköffnungseinrichtung 21,
um die Sackventile der aufgenommenen Säcke 2 zu öffnen. Das
Beschleunigungssystem 45 umfasst eine Rollenleiste 25 und
einen Riemenantrieb 26, um die Säcke auf den Füllstutzen
zu beschleunigen. Die Sacköffnungseinrichtung 21 umfasst
gewinkelte Bleche 22 und 23, die auseinander schwenken
können,
um einen Sack einzuführen,
und beim Zurückschwenken
das Sackventil zu öffnen.
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In 3 ist
die Vorrichtung nach 1 dargestellt, wobei ein Sackbündel 3 in
der Aufnahmeposition 8 auf der Aufnahmefläche 6 des
Auflagetisch 7 und ein weiteres Sackbündel 3 in der Warteposition an
der Wartefläche 36 angeordnet
ist, zu dem der Riemenantrieb 13 das Sackbündel 3 mittels
der an den Riemen 14 angeordneten Mitnehmern 17 transportiert
hat, nachdem das aktuell zu verarbeitende Sackbündel 3 zu der Aufnahmeposition 8 gebracht wurde.
Dieses Verfahren bietet den erheblichen Vorteil, dass bei einem
aufgebrauchten Sackbündel
in der Aufnahmeposition 8 das sich auf der Wartefläche 36 befindende
Sackbündel 3 durch
eine kurze Bewegung des Riemenantriebs 13 in die Aufnahmeposition 8 überführen lässt, wozu
aufgrund der geringen Strecke nur eine kurze Zeit benötigt wird,
die den fortlaufenden Betrieb der Anlage nicht stört und auch
für größere Aufsteckgeschwindigkeiten
noch Reserven gibt.
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Deutlich
erkennbar sind in 3 die Zinken 33, die
mit den sich zu Zwischenräumen 19 verbreiterten
Schlitzen 38 des Ablagetisch 7 kämmen, während die
Sackbündel 3 von
dem Leersackzellenmagazin 30 zu dem Ablagetisch 7 verbracht
werden.
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In 4 ist
eine Aufsicht auf den Anlagetisch 7 dargestellt, wobei
der Aufsteckkopf 20 weggelassen wurde, um die Übersichtlichkeit
zu erhöhen. Deutlich
erkennbar sind die Schlitze 38 in dem Auflagetisch 7,
die im Übergabebereich 35 nochmals
deutlich verbreitert sind und Zwischenräumen 19 bilden, so
dass die Zinken 33 durch die Zwischenräumen 19 durchtreten
können,
wenn sie ein neues Sackbündel 3 an
den Ablagetisch 7 übergeben.
In der Aufsicht sind die vier Riemen 14 des Riemenantriebs 13 erkennbar.
Am linken Rand ist noch ein Teil des Leersackmagazins 30 erkennbar.
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Die
in 4 dargestellte Situation wird in perspektivischer
Darstellung in 5 vergrößert gezeigt, wobei sich hier
die auf den Riemen 14 angeordneten Zinken 17 des
Riemenantriebs 13 in der hinteren Position befinden, in
der sie geeignet sind, ein auf den Übergabebereich 35 abgelegtes
Sackbündel
weiter zu transportieren.
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Mit
Bezug auf die 6–12 wird
nun ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 erläutert, wobei
gleiche oder ähnliche
Komponenten die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Die Vorrichtung 10 dient
zum Aufstecken von Säcken
auf eine nicht dargestellten Füllstutzen
einer Packmaschine und umfasst hier im Ausführungsbeispiel einen Ablagetisch 7 und
einen Aufsteckkopf 20, das die auf dem Ablagetisch 7 in
der Aufnahmeposition 8 angeordneten Säcke eines Sackbündels 3 einzeln
nacheinander aufnimmt und das Sackventil öffnet und den Sack auf den
Füllstutzen
der Packmaschine aufsteckt.
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Als
Zwischenlager für
die Säcke 2 dient
das Leersackzellenmagazin 30, welches hier im Ausführungsbeispiel
unter einem anderen Winkel zur Transportrichtung des Aufsteckkopfes 20 oder
des Riemenantriebs 13 der Vorrichtung 10 angeordnet
ist, um z. B. bestimmten Platzanforderungen oder vorgegebenen Platzverhältnissen
zu genügen.
Das bedeutet, dass die Förderrichtung
des Leersackzellenmagazins 30 sich von der weiteren Transporteinrichtung in
der Vorrichtung 10 unterscheidet, sodass eine Winkelumsetzung
erfolgen muss. Das geschieht hier im Ausführungsbeispiel mittels eines
Drehtisches 50, der zwischen dem Ablagetisch 7 und
dem Leersackzellenmagazin 30 und benachbart zu beiden angeordnet
ist.
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7 zeigt
in vergrößerter Seitenansicht schematisch
einen Teil des Leersackzellenmagazins 30 und des Ablagetisches 7,
sowie den Drehtisch 50, dessen vertikale Schwenkachse hier
nicht eingezeichnet ist.
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In 7 ist
in der Seitenansicht dargestellt, wie ein Sackbündel 3 an der Übergabestelle
von dem Leersackmagazin zum Drehtisch vorgesehen ist, während in 9 diese
Situation in der Aufsicht dargestellt ist.
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In 8 ist
in einer Seitenansicht und in 10 in
einer Aufsicht die Situation dargestellt, nachdem das Sackbündel 3 von
der Zelle 31 des Leersackmagazins 30 auf den Drehtisch 50 überführt wurde.
Dazu wird das Sackbündel 3 hier
mittels eines Schwenkelements 52, welches um eine horizontale Achse
verschwenkbar ist, von einer ersten Schwenkposition 53 in
eine zweite Schwenkposition 54 überführt, wobei der radial äußere Teil
des Schwenkelements 52 Mitnehmerelemente 58 umfasst,
welche das Sackbündel
ergreifen und von dem Leersackmagazin auf den Tisch schiebt, sodass
sich der in 10 dargestellte Zustand ergibt,
wobei der Drehtisch 50 in einer ersten Drehposition 55 ausgerichtet ist,
in der die Zähne
der Schwenkeinrichtung 52 mit den Schlitzen 57 kämmen können.
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Bei
den Betriebszuständen,
die in den 7 bis 10 dargestellt
sind, befindet sich die verschwenkbare Transporteinheit 60 des
Riemenantriebs 13 in der unteren Schwenkstellung 62,
um die Mitnehmer 17 außerhalb
des Schwenkbereichs des Drehtisches zu bringen, sodass eine gefahrlose
Veschwenkung des Drehtisches um die Drehachse 59 von der
ersten Drehposition 55 in die zweite Drehposition 56 und
zurück
folgen kann. Die verschwenkbare Transporteinheit 60 ist
mit einer Verstelleinheit 63 versehen, um die Transporteinheit 60 von
der Schwenkstellung 61 in die Schwenkstellung 62 und zurück zu verschwenken.
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Weiterhin
ist eine geschlitzte Ablageplatte 47 vorgesehen, die bei
der Übergabe
eines Sackbündels 3 von
dem Leersackzellenmagazin 30 auf den Drehtisch 50 das
Sackbündel 3 von
unten unterstützt. Die
Ablageplatte 47 ist über
eine Vorbelastungseinrichtung 40 in eine normale Betriebsposition 41 vorbelastet.
Wie zuvor geschildert, gibt die Vorbelastungseinrichtung 40 bei Überlast
nach und aktiviert den Lagesensor 42, der regelmäßig für ein Abschalten
der Vorrichtung 10 oder wenigstens deren Antriebssystem
sorgt.
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Als
Schwenkachse der schwenkbaren Transporteinheit 60 dient
die horizontale Achse 39.
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In 11 ist
der Betriebszustand dargestellt, wenn der Drehtisch in die zweite
Drehposition 56 verschwenkt wurde und das Sackbündel 3 nun
zu der Aufnahmeposition 8 auf dem Ablagetisch 7 gefahren werden
kann. Dazu wird die verschwenkbare Transporteinheit 60 nach
dem Verschwenken des Drehtisches in die zweite Drehposition 56 in
die obere Schwenkstellung 61 gefahren, in der die Schlitze 57 in
den Drehtisch 50 mit den Riemen 14 des Riemenantriebs 13 fluchten,
sodass die Mitnehmer 17 auf den Riemen 14 mit
den Schlitzen 57 in dem Drehtisch 50 kämmen und
durch diese hindurch ragen, sodass ein auf dem Drehtisch befindliches
Sackbündel 3 von den
Mitnehmern 17 in die Aufnahmeposition 8 überführbar ist.
-
Genauso
wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel
kann zwischen dem Drehtisch 50 und der Aufnahmefläche 6 noch
eine Wartefläche 36 vorgesehen
sein, um ein Sackbündel 3 zwischen
zu lagern.
-
- 1
- Packmaschine
- 2
- Ventilsack
- 3
- Sackbündel
- 4
- Transporteinrichtung
- 5
- Übergabeposition
- 6
- Aufnahmefläche
- 7
- Ablagetisch
- 8
- Aufnahmeposition
- 9
- Antriebseinrichtung
- 10
- Aufsteckautomat
- 11
- Translatorische
Entfernung
- 12
- Höhendifferenz
- 13
- Riemenantrieb
- 14
- Riemen
- 15
- Antriebswelle
- 16
- Spannrolle
- 17
- Mitnehmer
- 18
- Aufgabebereich
- 19
- Zwischenraum
- 20
- Aufsteckkopf
- 21
- Sacköffnungseinrichtung
- 22
- Gewinkeltes
Blech
- 23
- Gewinkeltes
Blech
- 24
- Aufnahmehöhe
- 25
- Rollenleiste
- 26
- Riemenantrieb
- 30
- Leersackmagazin
- 31
- Fach,
Zelle
- 32
- Aufgabehöhe
- 33
- Zinken
- 34
- Füllstutzen
- 35
- Übergabebereich
- 36
- Wartefläche
- 37
- Oberfläche
- 38
- Schlitz
- 39
- Horizontale
Achse
- 40
- Vorbelastungseinrichtung
- 41
- Betriebsposition
- 42
- Lagesensor
- 44
- Greifersystem
- 45
- Beschleunigungssystem
- 46
- Drehrichtung
- 47
- Ablageplatte
- 50
- Drehtisch
- 51
- Übernahmeposition
- 52
- Schwenkelement
- 53
- Schwenkposition
- 54
- Schwenkposition
- 55
- 1.
Drehposition
- 56
- 2.
Drehposition
- 57
- Schlitz
- 58
- Mitnehmer
- 59
- Drehachse
- 60
- Transporteinheit
- 61
- Obere
Schwenkstellung
- 62
- Untere
Schwenkstellung
- 63
- Verstelleinheit
- 70
- Austrageband