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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Multipacks mit mehreren Getränkebehältern.
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Zum Verpacken von Getränkebehältern können die Getränkebehälter bzw. Flaschen auf Horizontalfördereinrichtungen gruppiert und in Gruppen mit einer definierten Anzahl von Behältern über ein Verpackungsmittel zusammengefasst werden. Bekannt sind beispielsweise Umreifungen, welche auf eine Gruppe an Getränkebehältern aufgebracht werden und die Getränkebehälter einer jeweiligen Gruppe aneinanderhalten. Auch sind Verpackungsmittel bekannt, welche aus thermoplastischem Material bestehen und auf eine Gruppe an Artikeln aufgeschrumpft werden. Solche als Schrumpffolie bezeichneten Verpackungsmaterialien werden vor einer Temperaturbeaufschlagung an der jeweiligen Gruppe an Artikeln angelegt und nachfolgend auf die jeweilige Gruppe an Artikeln aufgeschrumpft.
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Da in der Praxis der Verbrauch an Verpackungsmaterial nach Möglichkeit geringgehalten werden soll, sind zudem Gebinde bekannt, bei welchen mehrere Getränkebehälter über einen flachen Verpackungszuschnitt zusammengehalten sind, welcher mehrere Öffnungen ausbildet. Durch jede der Öffnung tritt ein jeweiliger Getränkebehälter mit einem oberen Bereich hindurch. Über einen solchen Verpackungszuschnitt werden die Getränkebehälter form- und/oder kraftschlüssig aneinandergehalten und bilden ein jeweiliges Multipack aus. Bekannt sind beispielsweise solche Multipacks, welche vier, sechs oder acht Getränkebehälter umfassen.
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Häufig wird bei der Herstellung eines solchen Multipacks gewünscht, dass die Behälter eine bestimmte Ausrichtung aufweisen, um beispielsweise bestimmte Informationen auf dem Behälter deutlich sichtbar zu machen oder eine Werbebotschaft zu vermitteln.
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Die Patentschrift
EP 3 594 141 B1 beschreibt eine Behandlungsmaschine für Behälter, bei welcher einzelne Behälter jeweils zwischen einem Drehteller und einem Zentrierkopf eingespannt werden, wobei über den Drehteller eine gewünschte Drehlage des eingespannten Behälters erzielt wird.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2019 128 874 A1 beschreibt eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten, bei welchem die Artikel über einen zumindest bereichsweise flächig ausgebildeten Verpackungszuschnitt zusammengefasst werden. Hierbei werden die Artikel in Einzelreihen zugeführt und in einem Drehmodul jeweils auf Drehtellern angeordnet. Durch die Drehteller können die Artikel anhand bestimmter Ausstattungsmerkmale ausgerichtet werden. Die ausgerichteten Artikel werden anschließend in einer definierten Zusammenstellung einem ersten Verpackungsmodul zugeführt, in welchem der Verpackungszuschnitt an der Artikelzusammenstellung appliziert wird.
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Eine solche taktende Arbeitsweise nimmt viel Zeit in Anspruch, was sich negativ auf die Anlagenleistung auswirkt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik bekannter Vorrichtungen zu beseitigen. Insbesondere soll eine kostengünstige und zeitsparende Lösung für die Ausrichtung der Behälter während eines kontinuierlichen Behältertransport gefunden werden.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung dient zur Herstellung von Verpackungseinheiten umfassend mindestens zwei Artikel, welche Artikel durch ein Sekundärverpackungsmittel zu einer Verpackungseinheit zusammengefasst werden.
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Die Verpackungsvorrichtung umfasst eine Zuführeinrichtung für Artikelgruppen, welche Artikelgruppen insbesondere durch Zusammenstellungen von mindestens zwei Artikeln gebildet werden.
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Beispielsweise wird die Zuführeinrichtung durch ein Einteilmodul gebildet, in welchem Einzelartikel zu entsprechenden Artikelgruppen zusammengestellt werden. Das Einteilmodul umfasst hierfür beispielsweise Einteilstangen, die zwischen umlaufenden Zugmitteln angeordnet sind. Die Einteilstangen tauchen jeweils nach einer definierten Anzahl an Artikeln hinter diesen ein und trennen diese als Artikelgruppe von den nachfolgenden Artikeln ab, indem sie die eine Artikelgruppe bildenden Artikel mit einer zumindest kurzzeitig erhöhten Fördergeschwindigkeit beaufschlagen.
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Ein entsprechendes Einteilmodul kann jedoch auch andere dem Fachmann bekannte geeignete Einteileinrichtungen umfassen.
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Besonders bevorzugt werden innerhalb des Einteilmoduls Artikelgruppen aus 2x2 Artikeln, oder 2x3 Artikeln o.ä. gebildet.
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Bei den Artikeln handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder auch Glas. Bevorzugt können die Artikel auch durch Dosen aus Kunststoff, Glas und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. gebildet sein.
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Die Verpackungsvorrichtung umfasst weiterhin ein Verpackungsmodul zum Applizieren und/oder Festlegen des Sekundärverpackungsmittel an den mindestens zwei Artikeln der Artikelgruppe, wodurch eine Verpackungseinheit gebildet wird.
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Das Verpackungsmodul kann beispielsweise durch ein Applikationsmodul für einen zumindest bereichsweise flächig ausgebildeten Verpackungszuschnitt gebildet werden. Ein solches Applikationsmodul ist dazu ausgebildet, den Verpackungszuschnitt mit einer nach unten gerichteten Applikationskraft derart an den Artikeln der Artikelgruppe festzusetzen, dass die Artikel bereichsweise durch Öffnungen des Verpackungszuschnitts hindurchtretend angeordnet werden, wobei der Verpackungszuschnitt zumindest bereichsweise zwischen den Artikeln angeordnet wird.
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Das Verpackungsmodul kann alternativ durch ein Umreifungsmodul gebildet werden, welches Umreifungsmodul dazu ausgebildet ist, mindestens ein Umreifungsband um die Artikelgruppe zu spannen, so dass das Umreifungsband die nach außen weisenden Außenmantelflächen der Artikel zumindest bereichsweise umgreift. Die freien Endbereiche des Umreifungsbands werden hierbei miteinander verbunden, so dass eine geschlossene Umreifung entsteht.
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Auch andere geeignete Sekundärverpackungsmittel, bei denen die Unterseiten der Artikel zugänglich bleiben, sollen von der Erfindung ebenfalls mit umfasst sein.
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Die Verpackungsvorrichtung umfasst weiterhin ein Ausrichtmodul. Innerhalb des Ausrichtmoduls werden Artikel der Verpackungseinheit anhand von Ausstattungsmerkmalen der Artikel ausgerichtet bzw. neu orientiert. Insbesondere kann es sich bei den Ausstattungsmerkmalen um Informationen handeln, die sich auf den seitlichen Außenmantelflächen der Artikel befinden. Hierbei können die Informationen direkt auf die seitlichen Außenmantelflächen der Artikel aufgedruckt sein oder aber die Informationen befinden sich auf einem Etikett, welches an einer seitlichen Außenmantelfläche der Artikel angeordnet und befestigt ist.
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Das Ausrichtmodul umfasst mindestens eine Transporteinrichtung für die Verpackungseinheiten. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Artikel der Verpackungseinheiten auf der Transporteinrichtung aufstehend angeordnet sind und über diese in einer Transportrichtung bewegt werden. Beispielsweise handelt es sich bei der Transporteinrichtung um ein umlaufend ausgebildetes Endlosförderband in Form einer mit Öffnungen ausgestatteten Mattenkette, um eine Mehrzahl von Führungsschienen, Förderketten o.ä.
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Die Transporteinrichtung kann gemäß einer Ausführungsform durch eine Mehrzahl von beabstandeten Führungsschienen gebildet werden, auf welchen Führungsschienen die Artikel der Verpackungseinheiten bereichsweise aufstehen. Der Vorschub der Verpackungseinheiten in Transportrichtung kann hierbei insbesondere vermittels Schubstangen erfolgen, welche Schubstangen an mindestens einer oberen Schubkette oder mindestens einer unteren Schubkette geführt sind.
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Eine beispielhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass Transporteinrichtung durch mindestens zwei voneinander beabstandete Führungsschienen oder Förderketten gebildet wird. Insbesondere ist eine durch zwei beabstandete Führungsschienen oder Förderketten gebildete Transporteinrichtung für die Bearbeitung von Verpackungseinheiten geeignet, bei welchen die mindestens zwei Artikel in Transportrichtung hintereinander in einer Reihe angeordnet sind. Sind dagegen mindestens zwei Artikel in Transportrichtung gesehen nebeneinander angeordnet, dann sind dementsprechend mindestens drei beabstandete Führungsschienen oder Förderketten notwendig. Insbesondere kann bei zwei in Transportrichtung nebeneinander angeordneten Artikeln vorgesehen sein, dass jeder der Artikel der Verpackungseinheit bereichsweise auf einer mittleren Führungsschiene oder Förderkette aufsteht und dass zudem jeder der Artikel bereichsweise auf einer äußeren Führungsschiene oder Förderkette aufsteht. Die mittlere Führungsschiene oder Förderkette kann hierbei eine größere Breite aufweisen als die äußeren Führungsschienen oder Förderketten. Alternativ können mittig auch zwei Führungsschienen oder Förderketten angeordnet sein, die jeweils dieselbe Breite wie die äußeren Führungsschienen oder Förderketten aufweisen können, wobei die beiden mittigen Führungsschienen oder Förderketten vorzugsweise aneinandergrenzend angeordnet sind.
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Das Ausrichtmodul umfasst mindestens ein Detektionsmittel, welches Detektionsmittel dazu ausgebildet ist, Ausstattungsmerkmale der mindestens zwei mit dem Sekundärverpackungsmittel zusammengefassten Artikel der Verpackungseinheit zu erfassen und entsprechende Daten an eine Steuerungseinrichtung der Verpackungsvorrichtung zu übermitteln.
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Bei der Steuerungseinrichtung kann es sich um eine allgemeine Maschinensteuerung der Verpackungsvorrichtung handeln, die insbesondere mehrere oder alle Handhabungsmodule der Verpackungsvorrichtung kontrolliert. Alternativ kann vorgesehen sein, dass es sich bei der Steuerungseinrichtung um eine spezielle Steuereinheit des Ausrichtmoduls handelt.
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Durch das mindestens eine Detektionsmittel werden insbesondere Ausstattungsmerkmale von Artikeln ermittelt, welche Artikel die äußeren Seiten der Verpackungseinheit bilden. Bei größeren Verpackungseinheiten beispielsweise umfassend 4x4 Artikel o.ä. sind einige der Artikel derart im Inneren der Verpackungseinheit angeordnet, dass die entsprechenden Artikel von außen nicht sichtbar sind. Die Ausstattungsmerkmale solcher innen angeordneten Artikel müssen in der Regel nicht erfasst werden und es erfolgt auch keine Ausrichtung dieser inneren Artikel.
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Das mindestens eine Detektionsmittel wird beispielsweise durch mindestens ein Kamerasystem gebildet, welches die Orientierung von Artikeln der Verpackungseinheit erfasst. Insbesondere kann die Anzahl der Detektionsmittel mit der Anzahl der Artikel einer Verpackungseinheit korrespondieren und die Detektionsmittel können insbesondere derart innerhalb des Ausrichtmoduls angeordnet sein, dass die Orientierung aller Artikel einer Verpackungseinheit zeitgleich oder im Wesentlichen zeitgleich durch die mehreren Detektionsmittel analysiert werden kann. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Verpackungseinheit durch eine Reihe aus mindestens zwei Artikel gebildet wird oder wenn die Verpackungseinheit durch zwei parallele Reihen gebildet wird, wobei jede der Reihen mindestens zwei Artikel umfasst.
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Alternativ kann auch ein einziges Detektionsmittel ausreichen, wenn dieses dazu ausgebildet ist, die Ausstattungsmerkmale aller äußeren Artikel der Verpackungseinheit zu erfassen.
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Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass nur die Artikel einer Seite der Verpackungseinheit ausgerichtet werden sollen. Die Anzahl und Anordnung bzw. Ausbildung des mindestens einen Detektionsmittels kann dann entsprechend angepasst werden, so dass nur die Ausstattungsmerkmale dieser Artikel erfasst werden.
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Werden beispielsweise Verpackungseinheiten zugeführt, bei denen vier oder mehr Artikel in zwei Parallelreihen angeordnet sind, so kann eine weitere Ausführungsform vorsehen, dass für jede Reihe ein Detektionsmittel vorgesehen ist.
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Werden dagegen Verpackungseinheiten in mehr als zwei Reihen zugeführt, beispielsweise Verpackungseinheiten umfassend 3x3 Artikel oder 3x4 Artikel o.ä., dann kann es sinnvoll sein vier Detektionsmittel vorzusehen, insbesondere ein Detektionsmittel für jede Seitenfläche der Verpackungseinheit.
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Die beschriebene Anzahl und Anordnung des mindestens einen Detektionsmittels ist beispielhaft zu verstehen. Der Fachmann kann dies auf andere Verpackungseinheiten übertragen, beispielsweise auf Verpackungseinheiten, bei welchen die Artikel in Form einer hexagonalen Kugelpackung zusammengestellt sind. Hierbei kann für jede der sechs Seitenflächen der Verpackungseinheit jeweils mindestens ein Detektionsmittel oder jeweils eine Mehrzahl von Detektionsmitteln entsprechend der Anzahl der Artikel der Seitenfläche vorgesehen sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Detektionsmittel beweglich ausgebildet ist und zumindest bereichsweise und zeitweise synchron mit der Verpackungseinheit durch das Ausrichtmodul bewegt werden kann.
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Das Ausrichtmodul umfasst weiterhin mindestens eine durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbare Ausrichteinheit. Insbesondere umfasst das Ausrichtmodul eine Mehrzahl von durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbare Ausrichteinheiten. Besonders bevorzugt umfasst das Ausrichtmodul mindestens zwei durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbare Ausrichteinheiten. Die Ausrichteinheiten können um eine Drehachse drehbar ausgebildet sein oder ein Rotationsmittel umfassen, welches dazu ausgebildet wird, eine Drehung auf Artikel der Verpackungseinheit aufzubringen.
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Hierbei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausrichteinheit zumindest bereichsweise an der Unterseite mindestens eines der mindestens zwei mit dem Sekundärverpackungsmittel zusammengefassten Artikel angreift, um diesen auszurichten.
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Jeweils eine Ausrichteinheit kann vorzugsweise derart an einem Artikel der Verpackungseinheit angeordnet werden, dass die Drehachse der jeweiligen Ausrichteinheit bzw. die Drehachse, um welche das Rotationsmittel die Drehung auf den Artikel aufbringt, mit der Längsachse des Artikels zusammenfällt.
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Anhand der sensorisch ermittelten Daten werden durch die Steuerungseinrichtung Drehwinkel für die auszurichtenden Artikel der Verpackungseinheit berechnet. Der Drehwinkel gibt an, welche Drehung jeweils notwendig ist, um den jeweiligen Artikel innerhalb der Verpackungseinheit in eine gewünschte Ausrichtung zu bringen. Vorzugsweise liegt der Drehwinkel hierbei in einem Bereich zwischen 0 Grad und 180 Grad. In einigen Situationen kann es jedoch auch notwendig oder sinnvoll sein, dass der Drehwinkel in einem Bereich zwischen 180 Grad und 359 Grad liegt.
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Die Steuerungseinrichtung steuert die Ausrichteinheiten an, so dass diese den jeweils zugeordneten Artikel mit einer Drehung um den berechneten Drehwinkel beaufschlagen. Hierbei kann eine Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen. Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass alle Ausrichteinheiten immer eine Drehung der jeweilig zugeordneten Artikel im Uhrzeigersinn oder immer eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn bewirken. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom berechneten Drehwinkel eine Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgt. Insbesondere kann dies sinnvoll sein, um den Drehwinkel zu minimieren, da dies gegebenenfalls einen entscheidenden Zeitfaktor darstellen kann. Insbesondere kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass eine erste Ausrichteinheit oder ein erster Teil der Ausrichteinheiten eine Drehung der jeweilig zugeordneten Artikel im Uhrzeigersinn bewirkt, während eine zweite Ausrichteinheit oder ein zweiter Teil der Ausrichteinheiten eine Drehung der jeweilig zugeordneten Artikel entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Transporteinrichtung und die Ausrichteinheit derart anzusteuern, dass diese zeitweise synchron bewegt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausrichteinrichtung mit einem Artikel der Verpackungseinheit aufsynchronisiert wird und nachfolgend die Ausrichteinrichtung und der Artikel zeitweise und bereichsweise synchron durch das Ausrichtmodul bewegt werden. Während dieser synchronen Bewegung erfolgt das Ausrichten des jeweilig der Ausrichteinrichtung zugeordneten Artikels. Insbesondere werden mindestens zwei oder mehr Ausrichteinrichtungen mit zwei oder mehr Artikeln der Verpackungseinheit aufsynchronisiert und zeitweise und bereichsweise gemeinsam synchron durch das Ausrichtmodul bewegt, wobei ein Ausrichten der Artikel anhand der sensorisch ermittelten Daten erfolgt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ausrichtmodul mindestens eine Arbeitseinheit umfasst, welche Arbeitseinheit aus mindestens zwei bzw. einer Mehrzahl von Ausrichteinheiten gebildet ist, wobei die Anzahl und Anordnung der Ausrichteinheiten der Arbeitseinheit mit der Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der Verpackungseinheit übereinstimmt. Wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Detektionsmittel beschrieben, kann es bei größeren Verpackungseinheiten, bei welchen ein Teil der Artikel von außen nicht sichtbar innerhalb der Verpackungseinheit angeordnet sind, ausreichen, wenn nur die jeweils äußeren und somit sichtbaren Artikel der Verpackungseinheit entsprechend ausgerichtet werden. Dementsprechend können geeignete Arbeitseinheiten eine Anzahl und Anordnung von Ausrichteinheiten aufweisen, die mit der Anzahl und Anordnung der äußeren Artikel einer Verpackungseinheit korrespondieren.
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Analog gilt dies, wenn nur die Ausrichtung der Artikel einer Seitenfläche der Verpackungseinheit oder der Artikel eines Teils der Seitenflächen der Verpackungseinheit gewünscht wird.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Ausrichteinheit durch einen drehbar ausgebildeten Saugnapf gebildet wird, der dazu ausgebildet ist, die Unterseite eines Artikels der Verpackungseinheit zeitweise saugend zu halten.
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Vorzugsweise ist ein unterhalb der Transporteinrichtung angeordneter Drehtisch vorgesehen, der mit einer Mehrzahl von Ausrichteinheiten ausgestattet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Ausrichteinheiten durch jeweils um eine vertikale Drehachse rotierende Saugnäpfe gebildet werden.
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Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Drehtisch oszillierend arbeitet und dabei abwechseln in Transportrichtung der Verpackungseinheiten und entgegen der Transportrichtung der Verpackungseinheiten bewegt wird. Dadurch erfolgt eine oszillierende Bewegung der Ausrichteinheiten in Transportrichtung und entgegen der Transportrichtung.
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Die beispielsweise als rotierende Saugnäpfe oder anderweitig ausgebildeten Ausrichteinheiten greifen zum Ausrichten der Artikel immer wieder an den Artikeln der über die Transporteinrichtung bewegten Verpackungseinheiten an. Insbesondere werden die Ausrichteinheiten o.ä. dabei beispielsweise über Kurven oder Weichen an die Unterseite der Artikel herangeführt.
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Die Ausrichteinheiten greifen von unten her durch Öffnungen der Transporteinrichtung hindurch an der Unterseite der Artikel an und fixieren diese zeitweise, beispielsweise durch Aufbringen eines Unterdrucks.
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Beispielsweise werden die Ausrichteinheiten von unten her zwischen zwei beabstandete Führungsschienen oder Förderketten der Transporteinrichtung nach oben bewegt, um die Unterseite bzw. Bodenseite der jeweiligen Artikel zu kontaktieren.
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Jeder Ausrichteinheit ist vorzugsweise ein elektrischer Antrieb mit integriertem Geber zugeordnet, über welchen die Drehung der jeweiligen Ausrichteinheit über die Steuerungseinrichtung angesteuert wird.
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Die Drehung der einzelnen Ausrichteinheiten wird jeweils individuell angesteuert, so dass jeder Artikel innerhalb der Verpackungseinheit in einem individuellen Drehwinkel gedreht und dadurch ausgerichtet wird.
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Auf diese Weise können die Artikel der Verpackungseinheiten jeweils einzeln ausgerichtet werden, während sie kontinuierlich und insbesondere mit unveränderter Transportgeschwindigkeit weiter in Transportrichtung bewegt werden.
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Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass die mindestens eine Ausrichteinheit an mindesten einem Langstator angeordnet ist, welcher mindestens eine Langstator unterhalb einer durch die Transporteinrichtung gebildete Aufstandsebene für die Artikel bzw. Verpackungseinheiten angeordnet ist.
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An dem Langstator ist mindestens eine als Ausrichteinheit ausgebildete Shuttleeinheit angeordnet. Vorzugsweise sind an dem Langstator eine Mehrzahl von als Ausrichteinheiten ausgebildete Shuttleeinheiten angeordnet.
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Die Ausrichteinheiten werden vorzugsweise zumindest bereichsweise geradlinig in Transportrichtung der Verpackungseinheiten entlang des Langstators bewegt. Auf den Shuttleeinheiten sitzt beispielsweise jeweils eine Drehachse, welche von unten an den Artikeln ansetzt und diese über Reibschluss oder ein Klemmmittel kontaktiert.
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In diesem Zusammenhang kann ein oben laufendes Gegendruckband vorgesehen sein, um eine ausreichende Kraft für den Reibschluss zwischen den Ausrichteinheiten und den Artikeln aufzubringen.
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Über die Ausrichteinheiten kann auf die Artikel der Verpackungseinheit jeweils kontrolliert eine Drehung um einen berechneten Drehwinkel aufgebracht werden, um die Ausstattungsmerkmale der jeweiligen Artikel in gewünschter Weise auszurichten.
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Die Shuttleeinheiten können jeweils einzeln und unabhängig voneinander am Langstator bewegt werden. Bevorzugt ist jedoch zumindest zeitweise und bereichsweise die gemeinsame Bewegung einer eine Arbeitseinheit bildenden Mehrzahl von Shuttleeinheiten vorgesehen.
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Die Artikelgruppen werden kontinuierlich durch das Ausrichtmodul bewegt, wobei sich die am Langstator angeordneten Ausrichteinheiten auf die Artikel der Artikelgruppen aufsynchronisieren. Das Ausrichten der Artikel erfolgt somit insbesondere, während diese im Rahmen einer Verpackungseinheit kontinuierlich in Transportrichtung durch das Ausrichtmodul bewegt werden.
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Umfasst eine Verpackungseinheit beispielsweise sechs Artikel, welche in zwei parallelen Reihen angeordnete sind, dann sind je Transportbahn für die Verpackungseinheiten jeweils zwei Langstatoren mit Ausrichteinheiten vorgesehen. Die Shuttleeinheiten werden an jedem Langstator derart bewegt, dass immer drei Shuttleeinheiten an einem Langstator eine erste Bewegungseinheit für eine Artikel-Parallelreihe der Verpackungseinheit bilden. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine erste Bewegungseinheit am ersten Langstator jeder Transportbahn und eine erste Bewegungseinheit am zweiten Langstator derselben Transportbahn gemeinsam eine zweite Bewegungseinheit ausbilden, in welcher zweiten Bewegungseinheit insgesamt sechs Shuttleeinheiten eine Arbeitseinheit bilden und vorzugsweise zumindest zeitweise und bereichsweise gemeinsam und synchron bewegt werden.
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Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen werden, dass ein Abstand zwischen den beiden, einer Transportbahn zugeordneten Langstatoren verändert werden kann, um auf unterschiedliche Größen der Artikel reagieren zu können, insbesondere auf unterschiedliche Artikelbreiten. Dadurch kann die Verpackungsvorrichtung bei einem Produktwechsel einfach umgestellt und somit an neue Produktionsbedingungen angepasst werden.
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Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform kann anstelle eines Langstatorsystems die Verwendung eines Planarmotorsystems vorsehen, welches insbesondere durch eine Statorplatte und mindestens zwei Planarläuferelemente gebildet wird. Besonders bevorzugt umfasst das Planarmotorsystem eine Mehrzahl von Planarläuferelementen.
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Bei einem Planarmotorsystem handelt es sich um ein luftgelagertes Antriebssystem, bei welchem sich die Planarläuferelemente orthogonal ausgerichtet auf der Statorplatte bzw. orthogonal ausgerichtet zu der Statorplatte bewegen.
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Die in die Statorplatte eingespeiste Energie wird in ein präzise geregeltes elektromagnetisches Feld umgewandelt. Vorzugsweise sind alle zur Erzeugung und Regelung des Feldes benötigten Komponenten in die Statorplatte integriert.
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Die Planarläuferelemente, welche auch als Mover bezeichnet werden, sind mit meist quaderförmigen Magneten ausgestattet, deren Magnetisierung senkrecht auf einer durch die die Statorplatte gebildeten Ebene steht und die in X- und Y-Richtung mit abwechselnder Polarität angesteuert wird. Die Bewegung der Planarläuferelemente selbst erfolgt durch weitere Magnete, die parallel zur Ebene angeordnet sind und so die Planarläuferelemente in X- und Z-Richtung fahren lassen. Die Anzahl und Anordnung der Magnete senkrecht und parallel zur einer durch die Statorplatte gebildeten Ebene bestimmt die Freiheitsgrade und Positionierungsgenauigkeit.
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Das durch die Statorplatte erzeugte elektromagnetische Feld bringt die Planarläuferelemente zum Schweben, wobei sich diese im vorliegenden Anwendungsfall oberhalb einer horizontal ausgerichteten Statorplatte bewegen, welche Statorplatte unterhalb der Transporteinrichtung des Ausrichtmoduls angeordnet ist.
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Ein- oder mehrbahnig eingeteilte Artikelgruppen werden an mindestens einem Detektionsmittel oder an einer Mehrzahl von Detektionsmitteln vorbeigeführt, um die aktuelle Ausrichtung der Artikel innerhalb der Artikelgruppe zu bestimmen.
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Anhand von Vergleichsbildern oder Referenzpunkten o.ä. wird durch die Steuerungseinrichtung für jeden Artikel der Artikelgruppe ein Drehwinkel errechnet und die Planarläuferelemente des Planarmotorsystems werden entsprechend angesteuert.
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Die Planarläuferelemente eines unterhalb der durch die Transporteinrichtung gebildeten Aufstandsebene angeordneten Planarmotorsystems verfügen beispielsweise über Klemmeinheiten, die durch eine Vertikalhubbewegung der Planarläuferelemente an die Artikel herangeführt werden und diese somit von unten her klemmend an dem Planarläuferelement fixieren. Durch eine entsprechende Rotation des Planarläuferelements um eine senkrecht zur Aufstandsebene der Artikel, werden diese um ihre Längsachse in die gewünschte Ausrichtposition gedreht.
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Insbesondere bilden die mit Klemmeinheiten o.ä. ausgestatteten Planarläuferelemente somit die Ausrichteinheiten des Ausrichtmoduls, welche Ausrichteinheiten dazu ausgebildet sind, eine Rotation der Artikel der Verpackungseinheiten um eine Drehachse zu bewirken.
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Vorzugsweise bilden eine Anzahl von Planarläuferelementen, die mit der Anzahl der Artikel innerhalb einer Verpackungseinheit korrespondiert, zumindest zeitweise eine Arbeitseinheit. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Arbeitseinheit zumindest zweitweise und bereichsweise synchron mit der Verpackungseinheit mitbewegt. Bei mehrreihigen Artikelgruppen kann vorgesehen sein, dass nur Planarläuferelemente für die jeweils äußeren Artikel der Verpackungseinheit vorgesehen sein, da ein Ausrichten der inneren Artikel nicht notwendig bzw. sinnvoll ist.
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Anschließend lösen sich die Ausrichteinheiten wieder von den Artikeln und bewegen sich entweder zurück in eine Startposition oder zur nächsten Verpackungseinheit.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass mit den dargestellten Systemen jeweils ein Mischbetrieb erfolgen kann, in welchem unterschiedliche Verpackungseinheiten bearbeitet werden können, ohne dass die Verpackungsvorrichtung umgerüstet werden muss.
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Unter unterschiedlichen Verpackungseinheiten versteht man in diesem Fall Verpackungseinheiten, die aus den gleichen Artikeln gebildet werden, jedoch jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Artikeln umfassen, beispielsweise Zweiergruppen, Vierergruppen, Sechsergruppen und/oder Achtergruppen.
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Vorzugsweise ist hierfür ein zweites Detektionsmittel vorgesehen, welches dem Ausrichtmodul vorgeordnet ist oder welches im Eingangsbereich des Ausrichtmoduls angeordnet ist. Das zweite Detektionsmittel ist dazu ausgebildet, die Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der unterschiedlichen Verpackungseinheiten zu erkennen.
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Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass das Detektionsmittel, welches die Ausrichtung der Artikel ermittelt, eine Doppelfunktion erfüllt und sowohl die Ausrichtung der Artikel innerhalb der Verpackungseinheiten anhand von Ausstattungsmerkmalen als auch die Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der Verpackungseinheiten ermittelt.
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Aus den Daten zur Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der Verpackungseinheiten berechnet die Steuerungseinrichtung die Anordnung der Ausrichteinheiten zur Ausbildung von Arbeitseinheiten umfassend die mit der Artikelanzahl korrespondierende Anzahl an Ausrichteinheiten.
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Die vorbeschriebene Verpackungsvorrichtung ist für den Transport und die Handhabung von Verpackungseinheiten in einer Transportbahn oder in einer Mehrzahl von parallelen Transportbahnen geeignet. Durch die Erhöhung der Anzahl an Transportbahnen kann der Durchsatz durch eine Verpackungsanlage erhöht und an den Bedarf angepasst werden.
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Die vorbeschriebene Vorrichtung kann vorzugsweise Teil einer Getränkeverpackungsanlage sein. Eine solche Getränkeverpackungsanlage umfasst beispielsweise einen Nassteil mit einem Dosen und/oder Flaschenabschieber, einem Füllmodul und einem dem Füllmodul zugeordneten Verschließmodul sowie optional ein Etikettiermodul. Zwischen dem Füllmodul und dem Etikettiermodul oder anderen nachfolgenden Handhabungsmodulen kann ein Pasteur angeordnet sein.
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Auch ist vorstellbar, dass die Getränkeverpackungsanlage beispielsweise ein Blasformmodul zur Herstellung von PET- Flaschen umfasst, welche nachfolgend befüllt, verschlossen und etikettiert werden.
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Nachfolgend werden die in Dosen oder Flaschen abgefüllten Getränke in einer Verpackungsvorrichtung bzw. einem sogenannten Herstellungsmodul zu Verpackungseinheiten zusammengefasst bzw. es werden Stückgüter in Form von Gebinden erzeugt.
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Beispielsweise werden mehrere Artikel zu Artikelgruppen zusammengestellt, welche mit einem Verpackungsmittel zu Verpackungseinheiten zusammengefasst werden, wobei nach dem Zusammenfassen mit dem Verpackungsmittel ein Ausrichten der Artikel erfolgt, wie es oben ausführlich beschrieben worden ist.
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Bei den Artikeln handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder auch Glas. Bevorzugt können die Artikel auch durch Dosen aus Kunststoff, Glas und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. gebildet sein.
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Die Verpackungseinheiten werden nachfolgend in einem als Gruppiermodul bzw. Lagenbildungsmodul ausgebildeten Handhabungsmodul o.ä. zu palettierfähigen Lagen zusammengestellt, welche in einer Palettiervorrichtung auf Paletten gestapelt werden.
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Innerhalb der Getränkeverpackungsanlage werden die Artikel und Verpackungseinheiten bzw. Stückgüter über geeignete Transportsysteme, welche ggfl. mit geeigneten Puffersystemen ausgestattet sind, von einem Handhabungsmodul zum nächsten befördert.
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Die Komponenten der Getränkeverpackungsanlage sind nur beispielhaft zu verstehen. Andere Konfigurationen umfassend eine im Rahmen der Anmeldung beschriebene Transportstrecke mit nachgeordnetem Handhabungsmodul sollen ebenfalls von der Anmeldung umfasst sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten, wobei aus mindestens zwei Artikeln Artikelgruppen gebildet werden, welche mit einem Sekundärverpackungsmittel zu Verpackungseinheiten zusammengefasst werden. Anschließend wird mindestens ein Ausstattungsmerkmal mindestens eines der durch das Sekundärverpackungsmittel zusammengefassten Artikel der Verpackungseinheit sensorisch erfasst, wobei die sensorisch ermittelten Daten an eine Steuerungseinrichtung übermittelt werden. Anhand der erfassten Daten wird durch die Steuerungseinrichtung jeweils ein Drehwinkel berechnet und Ausrichteinheiten mindestens eine Ausrichteinheit angesteuert.
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Ein oder mehrere Ausrichteinrichtungen greifen zumindest bereichsweise an der Unterseite mindestens eines der mindestens zwei mit dem Sekundärverpackungsmittel zusammengefassten Artikel an und bringen eine Rotation auf diesen auf, um den Artikel anhand der sensorisch ermittelten Daten entsprechend auszurichten. Insbesondere wird hierbei eine Rotation um die Längsachse des Artikels erzeugt.
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Das Ausrichten der Artikel erfolgt, während die Verpackungseinheiten kontinuierlich über eine Transporteinrichtung in einer Transportrichtung bewegt werden. Insbesondere werden die Transporteinrichtung und die mindestens eine Ausrichteinheit dabei zumindest zeitweise synchron bewegt.
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Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
- 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung.
- 2 zeigt eine Ausführungsform eines Ausrichtmoduls von oben.
- 3 zeigt eine Ausführungsform einer Ausrichteinheit in seitlicher Darstellung.
- 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung.
- 5 zeigt die weitere Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung gemäß 4 in einer Darstellung von oben.
- 6 zeigt in schematischer Ansicht eine Ausführungsform einer Verpackungsanlage.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher Darstellung.
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Die Verpackungsvorrichtung 1 dient zur Herstellung von Verpackungseinheiten 27 umfassend mindestens zwei Artikel 20, welche durch ein Sekundärverpackungsmittel 30 zusammengefasst werden.
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Die Verpackungsvorrichtung 1 umfasst eine Zuführeinrichtung 2 für Artikelgruppen 21, welche Artikelgruppen 21 aus mindestens zwei Artikeln 20 gebildet werden. Die Zuführeinrichtung 2 wird beispielsweise durch ein Einteilmodul 3 gebildet, in welchem Einzelartikel 20 zu Artikelgruppen 21 zusammengestellt werden. Das Einteilmodul 3 umfasst hierfür beispielsweise zwischen umlaufenden Zugmitteln 4 angeordnete Einteilstangen 5 (vergleiche hierzu 4), die jeweils nach einer definierten Artikelzahl hinter den als Artikelgruppe 21 abzutrennenden Artikeln 20 eintauchen und diese von den nachfolgenden Artikeln 20 abtrennen. Insbesondere weisen die Einteilstangen 5 eine gegenüber den nachfolgenden Artikeln 20 erhöhte Fördergeschwindigkeit auf, so dass die den Einteilstangen 5 in Transportrichtung 50 vorgeordneten Artikel 20 der abgetrennten Artikelgruppen 21 mit einer gegenüber den in das Einteilmodul 3 einlaufenden Artikeln 20 erhöhten Fördergeschwindigkeit bewegt werden.
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Das Einteilmodul 3 kann jedoch auch andere dem Fachmann bekannte geeignete Einteileinrichtungen umfassen.
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Besonders bevorzugt werden in dem Einteilmodul 3 Artikelgruppen 21 aus 2x2 Artikeln 20 oder 2x3 Artikeln 20 gebildet.
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Bei den Artikeln 20 handelt es sich vorzugsweise um Getränkebehälter, insbesondere um Flaschen aus PET oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder auch Glas. Bevorzugt können die Artikel auch durch Dosen 22 aus Kunststoff, Glas und/oder Aluminium oder einem anderen Metall o.ä. gebildet sein.
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Die Artikelgruppen 21 werden einem Verpackungsmodul 17 zugeführt. In dem Verpackungsmodul 17 werden die Artikel 20 der Artikelgruppe 21 mit einem Sekundärverpackungsmittel 30 zu einer Verpackungseinheit 27 zusammengefasst.
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Bei dem dargestellten Verpackungsmodul 17 handelt es sich beispielsweise um ein Applikationsmodul 18 für zumindest bereichsweise flächig ausgebildete Verpackungszuschnitte 31, welche auch als obere Greifkartonverpackung 32 bezeichnet werden. Dabei werden Flaschen über ihre Halsbereiche zusammengefasst. Im Falle der hier dargestellten Dosen 22 werden diese durch eine obere Greifkartonverpackung 32 über ihre Deckelbereiche zusammengefasst.
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Eine obere Greifkartonverpackung 32 weist eine Anordnung und Anzahl von Durchtrittsöffnungen auf, die der Anordnung und Anzahl der zusammenzufassenden Artikel 20 entsprechen. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen ist dabei in der Regel geringfügig geringer als ein maximaler Durchmesser der Artikel 20 in einem oberen Bereich. Die obere Greifkartonverpackung 32 wird auf die Artikel 20 aufgesetzt und aufgedrückt, so dass ein definierter oberer Bereich der Artikel 20 durch die Durchtrittsöffnungen durchgedrückt wird. Insbesondere wird ein oberer Bereich mit einem maximalen Durchmesser durch die Durchtrittsöffnungen durchgedrückt und die Randbereiche der Durchtrittsöffnungen werden unterhalb dieses maximalen Durchmessers mit den Artikeln 20 in Eingriff gebracht, so dass die obere Greifkartonverpackung 32 sicher und fest an den Artikeln 20 festgelegt wird. Insbesondere erfolgt bei Dosen 22 ein Festsetzen der Randbereiche der Durchtrittsöffnungen unterhalb des Bördelrands im Deckelbereich.
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Um die obere Greifkartonverpackung 32 derart an den Artikeln 20 festzulegen, insbesondere um die Artikel 20 durch die Durchtrittsöffnungen durchzudrücken, sind relativ hohe Applikationskräfte notwendig. Aus diesem Grund sind die Randbereiche der Durchtrittsöffnungen häufig mit sich radial nach außen erstreckenden Einschnitten o.ä. ausgestattet, damit die Randbereiche beim Aufdrücken auf die Artikel 20 zumindest teilweise nach oben gebogen werden und unterhalb des maximalen Durchmessers der Artikel 20 im oberen Bereich in Eingriff gelangt.
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Eine geeignete obere Greifkartonverpackung 32 besteht vorzugsweise aus einem Kartonmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Karton-Kunststoffverbundmaterial o.ä.
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Alternativ kann es sich bei dem Verpackungsmodul 17 um ein Umreifungsmodul handeln. In einem Umreifungsmodul wird mindestens ein Umreifungsband um die nach außen weisenden Außenmantelflächen der Artikelgruppe 21 gespannt. Die freien Endbereiche des Umreifungsbands werden hierbei miteinander verbunden, so dass eine geschlossene Umreifung entsteht.
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Die derart ausgebildeten Verpackungseinheiten 27 werden nachfolgend einem Ausrichtmodul 6 zugeführt, in welchem die Artikel 20 der Verpackungseinheit 27 anhand von Ausstattungsmerkmalen 25 der Artikel 20 ausgerichtet werden.
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Insbesondere handelt es sich bei den Ausstattungsmerkmalen 25 um Informationen, die sich auf den seitlichen Außenmantelflächen der Artikel 20 befinden, insbesondere um direkt auf die seitlichen Außenmantelflächen aufgedruckte Informationen oder um Informationen, die sich auf einem an der seitlichen Außenmantelfläche befestigten Etikett befinden.
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Das Ausrichtmodul 6 umfasst mindestens ein Detektionsmittel 9, welches Detektionsmittel 9 dazu ausgebildet ist, Ausstattungsmerkmale 25 der Artikel 20 zu erfassen und entsprechende Daten an eine Steuerungseinrichtung 10 der Verpackungsvorrichtung 1 oder des Ausrichtmoduls 6 zu übermitteln.
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Das mindestens eine Detektionsmittel 9 wird beispielsweise durch mindestens ein Kamerasystem 11 gebildet, welches die Orientierung der Artikel 20 anhand der Ausstattungsmerkmale 25 erfasst. Insbesondere kann die Anzahl der Detektionsmittel 9 mit der Anzahl der Artikel 20 einer Artikelgruppe 21 korrespondieren und die Detektionsmittel 9 können insbesondere derart innerhalb des Ausrichtmoduls 6 angeordnet sein, dass die Orientierung aller Artikel 20 einer Artikelgruppe 21 zeitgleich oder im Wesentlichen zeitgleich durch die mehreren Detektionsmittel 9 analysiert.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Detektionsmittel 9 beweglich ausgebildet ist und zumindest bereichsweise und zeitweise synchron mit der Verpackungseinheit 27 durch das Ausrichtmodul 6 bewegt werden kann.
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Alternativ kann auch ein einziges Detektionsmittel 9 ausreichen, wenn dieses dazu ausgebildet ist, die Ausstattungsmerkmale 25 aller Artikel 20 innerhalb der Verpackungseinheit 27 zu erfassen.
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Werden beispielsweise Verpackungseinheiten 27 zugeführt, bei denen die Artikel 20 in zwei Parallelreihen angeordnet sind, so kann eine weitere Ausführungsform vorsehen, dass für jede der Parallelreihen ein Detektionsmittel 9 vorgesehen ist. Werden dagegen Verpackungseinheiten 27 umfassend in mehr als zwei Reihen angeordnete Artikel 20, beispielsweise Verpackungseinheiten 27 umfassend 3x3 Artikel 20 oder 3x4 Artikel 20 o.ä., dann kann es sinnvoll sein vier Detektionsmittel 9 vorzusehen, insbesondere ein Detektionsmittel 9 für jede Seitenfläche der Verpackungseinheit 27.
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Anhand der sensorisch ermittelten Daten werden Drehwinkel berechnet, welche jeweils notwendig sind, um die Artikel 20 innerhalb der Verpackungseinheit 27 in eine gewünschte Ausrichtung zu bringen. Vorzugsweise liegt der Drehwinkel hierbei in einem Bereich zwischen 0 Grad und 180 Grad. In einigen Situationen kann es jedoch auch sein, dass der Drehwinkel in einem Bereich zwischen 180 Grad und 359 Grad liegt.
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Das Ausrichtmodul 6 umfasst gemäß der hier dargestellten ersten Ausführungsform einen Drehtisch 70 und eine Transporteinrichtung 7 für die Verpackungseinheiten 27. Der Vorschub der Verpackungseinheiten 27 in Transportrichtung 50 erfolgt hierbei insbesondere vermittels einer oberen Schubkette 71 oder einer unteren Schubkette (nicht dargestellt). Die Artikel 20 der Verpackungseinheiten 27 stehen hierbei auf schmalen Führungsschienen 47 oder Förderketten 46 mit Mitnehmerelementen auf.
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Der Drehtisch 70 ist mit Ausrichteinheiten 12 ausgestattet, welche beispielsweise durch um eine Drehachse 13 rotierende Saugnäpfen 72 gebildet werden. Der Drehtisch 70 arbeitet oszillierend, was durch den Pfeil dargestellt ist, und greift mit den rotierenden Saugnäpfen 72 immer wieder an den Verpackungseinheiten 27 an.
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Die Saugnäpfe 72 werden beispielsweise über Kurven oder Weichen an die Unterseite 24 der Artikel 20 (vergleiche 3) herangeführt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Saugnäpfen 72 als Arbeitseinheit 42 zusammengefasst sind. Die Anzahl und Anordnung der als Arbeitseinheit 42 zusammengefassten Saugnäpfe 72 korrespondiert hierbei jeweils mit der Anzahl und Anordnung der Artikel 20 innerhalb der Verpackungseinheit 27.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die eine Arbeitseinheit 42 bildenden Saugnäpfe 72 jeweils gemeinsam in Transportrichtung TR oder entgegen der Transportrichtung 50 bewegt werden können, wobei die Drehung der einzelnen Saugnäpfe 72 jeweils individuell angesteuert wird.
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Die Saugnäpfe 72 greifen von unten her durch die Führungsschienen 47 bzw. die Förderketten 46 hindurch an der Unterseite der Artikel 20 an und fixieren diese zeitweise durch Aufbringen eines Unterdrucks.
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Jedem Saugnapf 72 ist vorzugsweise ein elektrischer Antrieb mit integriertem Geber (nicht dargestellt) zugeordnet, über welchen die Drehung des jeweiligen Saugnapfes 72 über die Steuerungseinrichtung 10 angesteuert wird.
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Durch die Drehung eines Saugnapfs 72 um die Drehachse 13 wird der durch den Saugnapf 72 gehaltene Artikel 20 um seine jeweilige Längsachse 23 gedreht.
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Auf diese Weise können die Artikel 20 der Verpackungseinheiten 27 jeweils einzeln ausgerichtet werden, während sie kontinuierlich und insbesondere mit unveränderter Transportgeschwindigkeit weiter in Transportrichtung 50 bewegt werden.
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Zur Unterscheidung werden die Verpackungseinheiten 27, bei welchen sich die Artikel 20 in einer entsprechend ausgerichteten Orientierung befinden, mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet.
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Die ausgerichteten Verpackungseinheiten 28 werden nachfolgend der weiteren Handhabung zugeführt, beispielsweise einem Lagenbildungsmodul o.ä.
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2 zeigt eine Ausführungsform eines Ausrichtmoduls 6 von oben. Insbesondere werden hierbei die Verpackungseinheiten 27 in drei parallelen Transportbahnen 45 in Transportrichtung 50 bewegt. Es sind weiterhin auch Ausführungsformen mit mehr oder weniger parallelen Transportbahnen 45 denkbar
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Die Verpackungseinheiten 27 umfassen jeweils sechs Artikel 20, die in zwei parallelen Dreierreihen angeordnet sind.
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Die Artikel 20 der Verpackungseinheiten 27 stehen jeweils bereichsweise auf der Transporteinrichtung 7 auf. Insbesondere umfasst die Transporteinrichtung 7 je Transportbahn 45 drei beabstandete Führungsschienen 47 bzw. drei beabstandete Förderketten 46. Die Artikel 20 stehen auf diesen Führungsschienen 47 bzw. Förderketten 46 nur bereichsweise auf. Durch den zwischen den Führungsschienen 47 bzw. Förderketten 46 ausgebildeten Abstand können die Saugköpfe 72 von unten her an der Unterseite 24 der Artikel 20 angreifen (vgl. 1 und 3), um diese zur Ausrichtung anhand der sensorisch erkannten Ausstattungsmerkmale 25 in Rotation zu versetzen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Artikel 20 beider Dreierreihen der Verpackungseinheit 27 bereichsweise auf der mittleren Förderkette 46a und bereichsweise auf einer äußeren Förderkette 46b aufstehen.
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3 zeigt eine Ausführungsform einer einen Saugnapf 72 umfassenden Ausrichteinheit 12 in seitlicher Darstellung. In 3 ist zudem verdeutlicht, dass die Transporteinrichtung 7 bereichsweise offen ausgebildet ist, damit der Saugnapf 72 von unten her durch eine Aufstandsebene 51 für die Artikel 20 hindurch an der Unterseite des jeweiligen Artikels 20 ansetzen kann, um diesen zeitweise saugend zu halten. Die Drehung des Saugnapfes 72 um die Drehachse 13 wird auf den Artikel 20 übertragen, so dass dieser um seine Längsachse 23 rotiert.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher Darstellung und 5 zeigt die weitere Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung 1 gemäß 4 in einer Darstellung von oben.
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In diesem Fall ist vorgesehen, dass das Ausrichtmodul 6 mindestens einen elektromagnetischen Direktantrieb 14 für die mindestens eine Ausrichteinheit 12 umfasst. Im dargestellten Beispiel wird der elektromagnetische Direktantrieb 14 durch einen als Langstator 15 ausgebildeten Linearmotor gebildet, an welchem Langstator 15 sich mehrere als Ausrichteinheiten 12 ausgebildete Shuttleeinheiten 16 bzw. Läufer befinden.
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Hierbei werden die Ausrichteinheiten 12 zumindest bereichsweise geradlinig entlang des Langstators 15 bewegt.
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Der Langstator 15 ist unterhalb der durch die Transporteinrichtung 7 gebildeten Aufstandsebene 51 (vergleiche 3) für die Artikel 20 angeordnet. Auf den Shuttleeinheiten 16 sitzt eine Drehachse 13, welche von unten an den Artikeln 20 ansetzt und diese über Reibschluss, über geeignete Klemmmittel o.ä. kontaktiert.
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In diesem Zusammenhang kann ein oben laufendes Gegendruckband 48 vorgesehen sein, um eine ausreichende Kraft für den Reibschluss zwischen den Ausrichteinheiten 12 und den Artikeln 20 aufzubringen.
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Nunmehr kann auf die Artikel 20 der Verpackungseinheit 27 jeweils kontrolliert eine Drehung um einen berechneten Drehwinkel aufgebracht werden, um die Ausstattungsmerkmale 25 der jeweiligen Artikel 20 in gewünschter Weise auszurichten.
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Die Shuttleeinheiten 16 können jeweils einzeln und unabhängig voneinander am Langstator 15 bewegt werden. Bevorzugt ist jedoch zumindest zeitweise und bereichsweise die gemeinsame Bewegung einer eine Arbeitseinheit 42 bildenden Mehrzahl von Shuttleeinheiten 16 vorgesehen.
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Die Verpackungseinheiten 27 werden kontinuierlich durch das Ausrichtmodul 6 bewegt, wobei sich die Ausrichteinheiten 12 auf die Artikel 20 der Verpackungseinheiten 27 aufsynchronisieren. Das Ausrichten der Artikel 20 erfolgt somit insbesondere, während diese im Rahmen einer Verpackungseinheit 27 kontinuierlich in Transportrichtung TR durch das Ausrichtmodul 6 bewegt werden.
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Je Transportbahn 45 sind jeweils zwei Langstatoren 15 mit als Ausrichteinheiten 12 ausgebildeten Shuttleeinheiten 16 vorgesehen. Die Shuttleeinheiten 16 werden an jedem Langstator 15 derart bewegt, dass immer drei Shuttleeinheiten 16 an einem Langstator 15 eine erste Bewegungseinheit 40 bilden. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine erste Bewegungseinheit 40 am ersten Langstator 15 jeder Transportbahn 45 und eine erste Bewegungseinheit 40 am zweiten Langstator 15 derselben Transportbahn 45 gemeinsam eine zweite Bewegungseinheit 41 ausbilden, in welcher zweiten Bewegungseinheit 41 insgesamt sechs Shuttleeinheiten 16 die oben beschriebene Arbeitseinheit 42 bilden und vorzugsweise zumindest zeitweise und bereichsweise gemeinsam und synchron bewegt werden.
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Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen werden, dass ein Abstand zwischen den beiden, einer Transportbahn 45 zugeordneten Langstatoren 15 verändert werden kann, um auf unterschiedliche Größen der Artikel 20 reagieren zu können, insbesondere auf unterschiedliche Artikelbreiten. Dadurch kann die Verpackungsvorrichtung 1 bei einem Produktwechsel einfach umgestellt und somit an neue Produktionsbedingungen angepasst werden.
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In Bezug auf weitere Eigenschaften des Ausrichtmoduls 6 und des Verpackungsmoduls 17 wird auf die Figurenbeschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen.
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6 zeigt in schematischer Ansicht eine Ausführungsform einer Verpackungsanlage 100.
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Hierbei werden Artikel in einer Transportrichtung 50 über einen Artikelzulauf 101 zugeführt. Anschließend werden die Artikel in einem Vereinzelungsmodul 102 aufgetrennt, um in einem Inspektionsmodul 103 auf Beschädigungen untersucht zu werden.
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Als defekt oder fehlerhaft erkannte Artikel werden hierbei insbesondere aus dem Produktionsbetrieb ausgeschleust, damit diese nicht in den Verkauf gelangen. Unter defekten oder fehlerhaften Artikeln versteht man insbesondere Artikeln, bei denen die Primärverpackung beschädigt ist, die falsch befüllt sind, bei denen das Etikett schief aufgeklebt ist o.ä.
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Nachfolgend werden die Artikel in einem Einteilmodul 3 zu Artikelgruppen zusammengestellt.
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In einem Verpackungsmodul 17, insbesondere in einem Applikationsmodul 18 wie es im Zusammenhang mit 1 vorbeschrieben wurde, wird die Artikelgruppe mit einem Sekundärverpackungsmittel ausgestattet und dadurch zu einer Verpackungseinheit zusammengefasst.
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In einem Ausrichtmodul 6 werden Artikel der Verpackungseinheit anhand sensorisch erfasster Ausstattungsmerkmale ausgerichtet.
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Eine Mehrzahl der Verpackungseinheiten mit entsprechend ausgerichteten Artikeln können in einem Gruppiermodul 104 zu Gebindelagen zusammengestellt werden. Die Gebindelagen werden nachfolgend in einem Transfermodul 105 jeweils auf einer Unterlage in Form eines Trays o.ä. angeordnet und daran anschließend wird eine auf einem Tray angeordnete Gebindelage in einem Folieneinschlagmodul 106 mit einer Schrumpffolie umhüllt. Die Schrumpffolie wird in einem Schrumpftunnel 107 aufgeschrumpft, wodurch sogenannte Großgebinde gebildet werden.
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Ein abschließender Hinweis sei an dieser Stelle zu den Beschreibungen von Ausführungsvarianten der Erfindung gegeben, wobei diese Beschreibungspassagen jeweils auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen. Wenn im Zusammenhang der Figuren und deren Beschreibungen generell von „schematischen“ Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verpackungsvorrichtung
- 2
- Zuführeinrichtung
- 3
- Einteilmodul
- 4
- umlaufende Zugmittel
- 5
- Einteilstangen
- 6
- Ausrichtmodul
- 7
- Transporteinrichtung
- 9
- (erstes) Detektionsmittel
- 10
- Steuerungseinrichtung
- 11
- Kamerasystem
- 12
- Ausrichteinheit
- 13
- Drehachse
- 14
- elektromagnetischer Direktantrieb
- 15
- Langstator / Langstator Linearmotor
- 16
- Shuttleeinheit
- 17
- Verpackungsmodul
- 18
- Applikationsmodul
- 20
- Artikel / Einzelartikel
- 21
- Artikelgruppe
- 22
- Dose
- 23
- Längsachse eines Artikels
- 24
- Unterseite
- 25
- Ausstattungsmerkmal
- 27
- Verpackungseinheit
- 28
- Verpackungseinheit mit ausgerichteten Artikeln / ausgerichtete Verpackungseinheit
- 30
- Sekundärverpackungsmittel
- 31
- Verpackungszuschnitt
- 32
- obere Greifkartonverpackung
- 40
- erste Bewegungseinheit
- 41
- zweite Bewegungseinheit
- 42
- Arbeitseinheit
- 45
- Transportbahn
- 46
- Förderkette
- 46a
- mittlere Förderkette
- 46b
- äußere Förderkette
- 47
- Führungsschiene
- 48
- Gegendruckband
- 50
- Transportrichtung
- 51
- Aufstandsebene
- 70
- Drehtisch
- 71
- obere Schubkette
- 72
- rotierender Saugnapf
- 100
- Verpackungsanlage
- 101
- Artikelzulauf
- 102
- Vereinzelungsmodul
- 103
- Inspektionsmodul
- 104
- Gruppiermodul
- 105
- Transfermodul
- 106
- Folieneinschlagmodul
- 107
- Schrumpftunnel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3 594 141 B1 [0006]
- DE 10 2019 128 874 A1 [0007]