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DE69516153T2 - System zum anbringen von ausgiesstüllen an kartons - Google Patents

System zum anbringen von ausgiesstüllen an kartons

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Publication number
DE69516153T2
DE69516153T2 DE69516153T DE69516153T DE69516153T2 DE 69516153 T2 DE69516153 T2 DE 69516153T2 DE 69516153 T DE69516153 T DE 69516153T DE 69516153 T DE69516153 T DE 69516153T DE 69516153 T2 DE69516153 T2 DE 69516153T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arm
fitting
carton
carriage
vertical plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69516153T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69516153D1 (de
Inventor
J. Billet
M. Blain
A. Moody
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Portola Packaging Inc
Original Assignee
Portola Packaging Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Portola Packaging Inc filed Critical Portola Packaging Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69516153D1 publication Critical patent/DE69516153D1/de
Publication of DE69516153T2 publication Critical patent/DE69516153T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein neues und verbessertes Verfahren und auf eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Befestigen von Paßstücken an Kartons. Bestimmte spezielle Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Anschweißen eines Kunststoffpaßstücks (mit einem Ausgießrohr, einem Flansch an seinem einen Ende und einem Verschluß an seinem gegenüberliegenden Ende) durch Ultraschall an einem Karton aus Pappe derart, wie sie zum Abpacken von Milch und anderen Produkten verwendet wird. Gemäß der Erfindung wird das Paßstück in ein offenes Ende des Kartons in fluchtender Ausrichtung mit einem Loch eingeführt, das in einer Wand des Kartons ausgebildet ist, seitlichbewegt bis das Verschlußende des Ausgießrohrs sich durch das Loch in der Kartonwand erstreckt und der Flansch an der Innenseite der Kartonwand anstößt und dann an der Kartonwand angeschweißt.
    • 2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
  • Paßstücke der generellen Bauweise, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind im Stand der Technik bekannt. Beispiele von verbesserten Paßstücken dieser Art sind u. a. in den US-Patenten 5,174,465 und 5,249,695 gezeigt, die dem Inhaber dieser Anmeldung gehören.
  • Kartons aus Pappe in der generellen Bauweise, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden üblicherweise zum Abpacken von Milch, Saft und anderen Produkten verwendet. Bisher hat man die Flansche von mit solchen Kartons verwendeten Paßstücken entweder an der Innen seite oder der Außenseite der Wände solcher Kartons mittels Ultraschallschweißung angeschweißt.
  • Ein bedeutender Vorteil der Verwendung von Paßstücken an solchen Kartons besteht darin, daß sie die Abgabe des Kartoninhalts erleichtern. Kartons, die solche Paßstücke nicht verwenden, müssen am oberen Ende des zeltartigen Verschlusses geöffnet werden, was eine Aufgabe ist, die etwas schwierig ist.
  • In der US-A-5,267,934 ist ein Ausgießrohr-Paßstückapplikator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5 beschrieben, der für das Anbringen eines mit Flanschen versehenen Ausgießrohr-Paßstücks durch eine Öffnung in einem oberen Kartonfeld geeignet ist. Der Applikator hat einen drehbaren Schaft mit einem daran befestigten Amboss, ein an dem distalen Ende des Ambosses angebrachtes Vakuumgefäß und ein nockengesteuertes schwenkbares Rinnensegment zum Koordinieren der Zuführung jeweils eines Paßstücks zu dem Vakuumgefäß. Ein Gestänge- und Kniehebelsystem dient zum Drehen des Ambosses und des Nockens derart, daß das einzelne Paßstück direkt in die Öffnung eingeführt wird. Während der Abstützung durch den Amboss wird der Flansch des Paßstücks durch eine Ultraschall-Siegeleinrichtung mit Elektrodenarm mit der Innenfläche des oberen Feldes um die Öffnung herum dicht verbunden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Befestigen eines Paßstücks an einem Karton bereitgestellt, bei welchem der Karton im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer ersten im wesentlichen vertikalen Ebene bewegt wird und einen rechteckigen Schlauch mit Wänden und einem oberen Ende aufweist, wobei eine der Wände mit einem Loch versehen ist, und bei welchem das Paßstück ein Ausgießrohr, das kleiner als das Loch ist, an einem Ende des Ausgießrohres einen Umfangsflansch, der größer als das Loch ist, und einen Verschluß für das Ausgießrohr an einem zweiten Ende davon hat, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Bewegen eines ersten Schlittens im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer zweiten im wesentlichen vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der ersten vertikalen Ebene in eine Rückzugsposition des ersten Schlittens, Verschwenken eines Arms, der an dem ersten Schlitten angelenkt ist, in eine erste Armposition, die im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene ist, wobei der Arm einen Amboss oder Haltezapfen hat, Aufbringen des Paßstücks auf den Amboss oder Haltezapfen, während sich der Arm in der ersten Armposition angrenzend an die Paßstückanbringposition befindet, Bewegen des Kartons im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der ersten im wesentlichen vertikalen Ebene zu der Paßstückanbringposition, wobei das offene Ende freiliegt, stationäres Halten des Kartons, Verschwenken des Arms im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene in eine zweite Armposition, wobei der Amboss oder Haltezapfen und das Paßstück sich innerhalb des Kartons befinden und das Paßstück fluchtend zu dem Loch ausgerichtet ist, Bewegen des ersten Schlittens im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene aus der Rückzugsposition des ersten Schlittens in eine Ausfahrposition des ersten Schlittens, wobei dabei das Paßstück seitlich so bewegt wird, daß der Verschluß durch das Loch aus ihm vorsteht und der Flansch an der Innenseite der einen Wand angreift, Bewegen eines zweiten Schlittens, an welchem ein ringförmiger Schweißkopf sitzt, im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene aus einer Rückzugsposition des zweiten Schlittens in eine vorgefahrene Position des zweiten Schlittens, in welcher der Schweißkopf an der einen Wand angreift und das Loch umschließt, wobei der Verschluß in den Schweißkopf paßt, Einklemmen der einen Wand und des Flansches zwischen dem Schweißkopf und einer Schweißabstützung an dem Arm und Verschweißen des Flansches mit der einen Wand auf einer Schweißnaht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Befestigen eines Paßstücks an einem Karton bereitgestellt, der in Form eines hohlen Schlauches gebaut ist, der an einem oberen Ende offen ist und ein an einer Wand des Kartons ausgebildetes Loch hat, wobei das Paßstück ein Ausgießrohr, das kleiner ist das Loch, einen Umfangsflansch an einem Ende, der größer ist als das Loch, und einen Verschluß für das Ausgießen an einem zweiten Ende davon aufweist und wobei die Vorrichtung einen Rahmen, an dem sie angebracht ist, und eine Fördereinrichtung an dem Rahmen aufweist, die intermittierend bewegbar ist, um einen Karton zu der Vorrichtung im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer ersten im wesentlichen vertikalen Ebene zu bewegen, wobei das obere Ende freiliegt, und sich dadurch auszeichnet, daß sie weiterhin einen ersten Schlitten, der an dem Rahmen hin und herbewegbar für eine Hin- und Herbewegung im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer zweiten im wesentlichen vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der ersten vertikalen Ebene angebracht ist, einen Arm, der an dem ersten Schlitten angeordnet ist und einen Amboss oder Haltezapfen aufweist, der so geformt ist, daß er in das Ausgießrohr paßt, und eine Schweißabstüzung hat, die für einen Eingriff mit dem Paßstückflansch geformt ist, Armbetäigungseinrichtungen für eine Anlenkung des Armes für eine Schwenkbewegung im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene zwischen einer ersten Armposition und einer zweiten Armposition, wobei die Armbetätigungseinrichtungen an dem ersten Schlitten angebracht sind, Einrichtungen für ein Hin- und Herbewegen des ersten Schlittens im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene zwischen einer Rückzugsposition und einer Ausfahrposition und Einrichtungen zum Verschwenken des Arms in die erste Armposition aufweist, um ein Paßstück an dem Amboss oder Haltezapfen aufzupassen und dann den Arm in die zweite Armposition zu verschwenken, um den Amboss oder Haltezapfen und das daran aufgepaßte Paßstück in das obere Ende des Kartons und in fluchtende Ausrichtung mit dem Loch einzuführen und dann den ersten Schlitten im wesentlichen horizontal in die Ausfahrposition hin und herzubewegen, um den Verschluß so zu bewegen, daß er durch das Loch vorsteht und der Paßstückflansch an der Innenwand des Kartons angreift.
  • Beispielsweise kann die Vorrichtung der Erfindung als eine Station einer Pappkartonfüllstraße, beispielsweise der Tetrapak® TR6 installiert werden. Die Vorrichtung kann auf einem Rahmen montiert werden, der seinerseits über einen sich in Längsrichtung intermittierend bewegenden Kartonförderer auf einem quer verlaufenden horizontalen Rahmenelement der Maschine angebracht ist.
  • Die Paßstücke könne zu einer Ladestation gefördert werden, die einen luftbetätigten Zylinder aufweist, der jeweils ein Paßstück an der Endstation eines Förderers aufnimmt.
  • Bei dieser Ausgestaltung sind auf dem Rahmen der Vorrichtung zwei quer verlaufende, horizontal im Abstand voneinander angeordnete Stangen vorgesehen, die als Bahnen für andere Bewegungselemente der Vorrichtung dienen. In einer horizontalen Querrichtung wird auf den Stangen der erste Schlitten hin- und herbewegt, an welchem ein L-förmiger Arm angelenkt ist. An einem Ende des Arms ist der Amboss oder Haltezapfen angegbracht, der in der oberen Position (beispielsweise 35º über der Horizontalen) des angelenkten L-förmigen Arms so positioniert ist, daß er das Paßstück aufnimmt, wenn es aus der Paßstückendstation herausgedrückt wird. Dann wird der Arm nach unten in eine vertikale Position geschwenkt, um durch das offene Ende eines Kartons einzutreten, der intermittierend längs des Förderers der Abfüllmaschine bewegt wird. Das Paßstück ist horizontal und vertikal zu dem Loch in der Kartonwand ausgerichtet. Wenn der Karton stationär bleibt, wird der erste Schlitten oder Wagen auf den Schienen so bewegt, daß er das geschlossene Ende des Paßstücks durch das Loch in der Kartonwand drückt, bis der Flansch an dem Paßstück an der Innentafel der Tafel angreift. Gleichzeitig wird ein Ultraschall-Schweißelektrodenarm, das an einem zweiten Schlitten sitzt, längs der Bahnen in eine zur Bewegung des ersten Schlittens entgegengesetzte Richtung bewegt, so daß der Elektrodenarm an der Kartontafel gegenüber dem Paßstückflansch angreift und das Paßstück an dem Karton mittels Ultraschall verschweißt.
  • Herkömmliche Kartonabfüllmaschinen haben eine oder zwei Füllstraßen, d. h. es werden zwei Straßen von Kartons in Längsrichtung auf gesonderten Förderern parallel zueinander bewegt. Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Raumerfordernisse minimal sind, so daß zwei der nachstehend beschriebenen Vorrichtung Stirnseite an Stirnseite für die Anpassung an beide Füllstraßen angebracht werden können.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Leichtigkeit, mit der Paßstücke in das offene Ende des Kartons eingeführt werden können, wobei das Verschlußende des Paßstücks so positioniert ist, daß es aus dem Loch in dem Karton vorsteht und der Flansch mit der Innenwand des Kartons verschweißt wird.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Maschine in einer Kartonfüllstation so installiert werden kann, daß die Befestigung der Paßstücke in der gleichen Verweilzeit erfolgt, in der die Kartons gefüllt werden. Deshalb erfordert die vorliegende Erfindung nur eine geringe oder keine Änderung der Zeitjustierung der herkömmlichen Abfüllmaschinen, bei denen sie eingesetzt wird, auch wenn die Abfüllgeschwindigkeit von der Bedienungsperson geändert wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß der Karton bei einer minimalen Modifizierung einer Standardabfülleinrichtung aufgestellt und ein Paßstück daran angeschweißt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Paßstücke an Kartons schneller zu befestigen, wodurch die Herstellung von Kartons mit daran befestigtem Paßstück wirtschaftlicher und dadurch für die Allgemeinheit generell besser verfügbar wird. Die Vorrichtung wird an einer Station in der Abfüllstraße installiert. Sie erfordert wenig Raum und bedarf deshalb keiner größeren Modifizierung der Abfüllstraße und verzögert die Arbeitsgeschwindigkeit der Straße nicht.
  • Moderne Abfülleinrichtungen verwenden zur Reduzierung der Verunreinigung des Kartons gefilterte Luft. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung den gefilterten Luftraum der Abfüllvorrichtung nicht verunreinigt und in der Ummantelung der Abfülleinrichtung installiert werden kann. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Einführen und Verschweißen mit einem Durchsatuz von 2500 pro h in jeder der beiden parallelen Abfüllstraßen erreicht werden kann.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beiliegenden Zeichnungen, welche in diese Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
  • Fig. 1 ist eine vergrößerte Schnittansicht durch einen Teil des Kartons und ein daran befestigtes Paßstück.
  • Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung.
  • Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer modifizierten Vorrichtung.
  • Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht durch die Förderendstation für Paßstücke.
  • Fig. 5 ist eine Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 5-5 von Fig. 4.
  • Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Teils der Modifizierung von Fig. 3.
  • Fig. 7 ist eine Schnittansicht im wesentlichen längs dar Linie 7-7 von Fig. 2.
  • Fig. 8 ist eine Teilschnittansicht im wesentlichen längs der Linie 8-8 von Fig. 2.
  • Fig. 9 ist eine vergrößerte Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 9-9 von Fig. 2.
  • Fig. 10 ist eine vergrößerte Seitenansicht, welche die Anord nung des Paßstücks in dem Karton zeigt.
  • Fig. 11 ist eine zu Fig. 10 ähnliche Ansicht, die im Schnitt teilweise aufgebrochen ist, um den Schweißvorgang zu zeigen.
  • Fig. 12 ist ein Zeitablaufdiagramm für die Vorrichtung.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird nun im einzelnen Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung genommen, von der Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausgestaltungen beschrieben wird, soll sie natürlich die Erfindung nicht auf diese Ausgestaltungen beschränken. Die Erfindung soll im Gegensatz dazu vielmehr Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente mit abdecken, die in den Rahmen der Erfindung eingeschlossen sind, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.
    • BAUTEILE
  • Bevor die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auf den Karton 21 einwirkt, wurde er aus einem flachen Rohling aus beschichteter Pappe in eine rechteckige Schlauchform aufgerichtet und kann am Boden geschlossen werden, muß jedoch auf der Oberseite 23 offen sein. Im Abstand vom oberen Ende 23 der mit einer Öffnung versehenen Seitentafel 24 nach unten wird ein Loch 22 ausgebildet. Wenn das Paßstück 31 daran angeschweißt worden ist wird der Karton 21 zu einer Füllungsstation transportiert, wo er gefüllt wird und das obere Ende 23 zu einem herkömmlichen bekannten zeltartigen Verschluß geformt wird. Das Loch 22 (und das daran durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung angebrachte Paßstück 31) befindet sich auf einer der geneigten Abschnitte des fertiggestellten Kartons.
  • Das Paßstück 31 ist aus einem thermoplastischen Material hergestellt und hat ein Ausgußrohr 32 mit einem Umfangsflansoh 33 an einem Ende und einem Verschluß 34 am gegenüberliegenden Ende. Das Paßstück 31 kann weitreichend variiert werden und einen Mißbrauch anzeigende Einrichtungen aufweisen. Geeignete Paßstücke sind in den U. S. Patenten 5,174,465 und 5,249,695 des Zessionars veranschaulicht und beschrieben. Es können auch andere Paßstücke verwendet werden.
  • Wie vorstehend erwähnt wird die vorliegende Erfindung in einer Pappkartonabfüllstraße, wie TETRAPAK® TR6 verwendet, bei welcher ein horizontaler Förderer 36 bekannter Bauweise Kartons 21 intermittierend in eine Längsrichtung quer zu der Ebene von Fig. 2 vorwärts bewegt. Ein horizontaler transversaler Querträger 37 bildet ein integrales Teil einer solchen Abfüllmaschine. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist an dem Träger 37 mittels eines Winkels 38 festgelegt, mit dem eine vertikale Transversalplatte 39 verbunden ist. Die Vorrichtung erstreckt sich in Längsrichtung über eine Entfernung, die kleiner ist als der Längsfördervorschub in Querrichtung innerhalb der Ummantelung der Fülleinrichtung (nicht gezeigt). Von der Platte 36 aus erstrecken sich Bügel 41 nach vorne, welche zwei horizontale Querstangen 42 halten, die als Bahnen wirken, längs derer andere Teile der Vorrichtung, wie nachstehend erläutert, hin und herbewegt werden.
  • Ein Drahtrinnenförderer 44 fördert die Paßstücke 31 von einem hochliegenden Trichter (nicht gezeigt) zu einem Förderer- Abgabekasten oder Fördererendpunkt 46, der insbesondere in Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Der Kasten 46 hat eine mit einer Öffnung versehene Oberseite 53, durch welche die Paßstücke hindurchgehen. Von der Oberseite 53 erstrecken sich die Seiten 47 nach unten. An den vorderen Rändern der Seiten 47 sind Nuten 48 vorgesehen, welche die Umfangsflansche 33 der Paßstücke 31 in dem Kasten 46 aufnehmen. Wie insbesondere in Fig. 5 gezeigt ist, verengen sich die Seiten 47 nach unten an ihren unteren Enden so, daß der Flansch 33 aus einem Eingriff mit der Nut 48 gelöst wird, jedoch das Ausgußrohr 32 in einem speziell geformten Rezeptor 54 aufgenommen ist, der an einer Rechteck-Führungsstange 56 befestigt ist, die sich in einem Bügel 57 in dem Kasten 46 hin und herbewegt. In dem Kasten 46 ist in fluchtender Ausrichtung zur Stange 56 ein Luftzylinder 51 angeordnet, dessen Kolben 52 so positioniert ist, daß er die Stange 56 in Fig. 4 nach links drückt, wodurch das Paßstück 31 aus dem Kasten 46 zu dem nachstehend erläuterten Zweck herausgedrückt wird. Wenn ein Paßstück aus dem Kasten herausgeführt worden ist, bewegt sich das nächste aufgrund der Schwerkraft im Kontakt mit dem Rezeptor 54. Wenn der Rezeptor 54 zurückgezogen wird, befindet sich das nächste Paßstück in der Position für die Vorwärtsbewegung für den nächsten Zyklus der Vorrichtung.
  • Auf der in Fig. 2 linken Seite der Vorrichtung befindet sich ein erster Schlitten oder Wagen 61. Auf den Stangen 42 bewegt sich ein Paar von Hülsen 62 hin und her, welche Lager 63 tragen. Von dem Schlitten 61 steht eine Öse nach oben vor, die an der Stange 67 eines doppelt wirkenden horizontalen Luftzylinders 66 festgelegt ist. Dadurch bewegt sich der Schlitten 61 auf den Stangen 42 hin und her, wenn der Zylinder 66 aktiviert wird.
  • Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist der Zylinder 66 mit der Öse 64 und durch einen Lastösenbolzen 72 mit dem ersten Ende 77 eine L-förmigen Ambossarms 73 verbunden. Das zweite Ende 78 des Arms 73 trägt an seinem äußeren Ende einen Haltezapfen oder Amboss 74, auf welchem das Paßstück 31 aus dem Rezeptor 43 abgelegt wird, wenn sich der Arm 73 in seiner oberen Position (in Fig. 2 in gestrichelten Linien gezeigt) befindet. Das innere Ende des Haltezapfens 74 wird von einem Schweißabstützungshalter umgeben, der an der Außenseite des Flansches 33 des Paßstücks 31 angreift.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Arm 73 in eine Schwingbewegung versetzt. An dem Arm 73 ist ein Gabelbügel 81 festgelegt. Das gegenüberliegende Ende des Gabelbügels 81 ist durch einen Zapfen 82 an einer Stange 84 eines Zylinders 83 befestigt. Das obere Ende des Zylinders 83 ist an einem Bügel 86 festgelegt, der mittels eines Schwenkzapfens 87 an der Platte 39 festgelegt ist.
  • Die Aktivierung des Zylinders 83 führt dazu, daß der Arm 73 um den Schwenkpunkt 72 an dem ersten Schlitten 61 aus der mit ausgezogener Linie in Fig. 2 gezeigten vertikalen Position in eine 35º nach oben geneigte Position geschwenkt wird, um ein Paßstück 31 aus dem Rezeptor 54 aufzunehmen, der 35º nach unten geneigt ist, um dann in die vertikale Position zurückzukehren, die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Dies führt dazu, daß das Paßstück 31 innerhalb des offenen Endes eines Kartons in fluchtender Ausrichtung zu dem Loch 22 angeordnet wird, wenn der Karton längs des Förderers 36 zu der Paßstückbefestigungsstation bewegt wird, um das Paßstück 31 aufzunehmen. An dem Schlitten 61 greifen Stoßdämpfer 111 an dem Gabelbügel 81 an, um die Bewegung des Arms 73 in die untere vertikale Position zu begrenzen und abzufedern. Danach wird der Zylinder 66 aktiviert, wodurch der erste Schlitten 61 an der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien gezeigten Position nach rechts bewegt wird, um das Paßstück 31 so nach rechts zu transportieren, daß sein Verschluß 34 durch das Loch 22 in der Tafel 24 vorsteht und der Flansch 33 an der Innenseite der Tafel 24 angreift.
  • Auf der in Fig. 2 rechten Seite der Vorrichtung ist ein zweiter Schlitten 91 angeordnet. Der Schlitten 91 hat ein Paar von Hülsen 92, welche Hülsenlager 95 enthalten, die längs der Stangen 42 gleiten. Der Schlitten 91 hat eine nach oben vorstehende Hülse 93, die an dem äußeren Ende einer Stange 97 eines Druckluftzylinders 96 befestigt ist, der an einer Platte 94 festgelegt ist, die an der Platte 39 befestigt ist. Der Schlitten 61 trägt sich nach oben erstreckende Widerlager, deren einstellbare Anschläge an dem zweiten Schlitten 91 in Eingriff kommen, die an einem Träger 94 festgelegt sind, um die Bewegung der Schlitten aufeinander zu zu begrenzen. Von dem Schlitten 91 weist ein daran befestigter Ultraschall- Schweißelektrodenarm 98 und eine Elektrodenarmbetätigungseinrichtung 99 nach unten. An dem Schlitten 91 ist ferner ein Kartonpositionsgeber 101 befestigt, der aus sich horizontal erstreckenden Armen besteht. Wenn der zweite Schlitten 92 in Fig. 2 gesehen nach links bewegt wird, greift der Kartonpositionsgeber 101 an den Außenseiten des Kartons 21 an und positioniert ihn in einer vertikal aufrechten Stellung.
  • Wie in Fig. 10 und 11 zu sehen ist, wird das Paßstück 31 durch die offene Oberseite des Kartons 24 so abgegeben, daß es horizontal fluchtend zu dem Loch 22 in der Wandtafel 24 ausgerichtet ist. Eine Vorwärtsbewegung des ersten Schlittens 61 drückt das Paßstück 31 aus der Position von Fig. 10 in die Position von Fig. 11, wobei der Flansch 33 an der Innenseite der Tafel 24 angreift und der Verschluß 34 nach außen durch das Loch 22 vorsteht. Der Elektrodenarm 92 ist mit einem Hohlraum 103 versehen, der so geformt ist, daß er das Ausgußrohr 32, wie in Fig. 11 gezeigt, aufnimmt. Ein kreisförmiger Schweißbereich 104 des Elektrodenarms 98 greift an der Außenseite der Tafel 24 gegenüber dem Flansch 33 an. Dadurch ist der Karton zwischen der Schweißabstützung 76 und dem Schweißbereich 104 eingeklemmt. Die Aktivierung des Elektrodenarms 98 schweißt so das Paßstück an dem Karton fest.
    • ARBEITSWEISE
  • Gemäß Fig. 12 kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung Paßstücke an etwa 42 Kartons pro Minute anbringen. Bei dieser Geschwindigkeit wird der Karton 595 ms weitergeschaltet oder vorwärtsbewegt und ruht 833 ms. Natürlich können auch andere Geschwindigkeiten und Verhältnisse von Weiterbewegen zu Verweilen verwendet werden.
  • Zu Beginn des Zyklus bewegt sich der Förderer 36 über eine Entfernung von etwa 12,7 cm (fünf Zoll) nach vorne, wobei während dieser Zeit der Karton, an dem ein Paßstück bereits angebracht worden ist, vorwärts zur Füllstation bewegt wird, während ein neuer Karton in Position bewegt wird. Während dieser Bewegung befindet sich der Arm 73 in seiner Aufwärtsposition, in der das Ende 77 nach oben um 35º zur Horizontalen geneigt ist und der Haltezapfen 74 befindet sich in der Nähe des Paßstückabgabekastens 46. Der erste Schlitten 61 wird zurückgezogen (gesehen in Fig. 2 nach links), der zweite Schlitten 91 wird ebenfalls zurückgezogen (gesehen in Fig. 2 nach rechts). Während sich der Karton bewegt, wird der Zylinder 51 so aktiviert, daß der Rezeptor 54 ein Paßstück 31 aus dem Kasten 46 auf den Haltezapfen 74 drückt. Genau dann, wenn der Karton seine Ruheposition erreicht, wird der Zylinder 83 aktiviert, wodurch der Arm 73 aus seiner Ausgangsstellung in eine Position abgesenkt wird, in der sich das Ende 77 vertikal nach unten ersreckt. Während dieser Bewegung passieren das Paßstück 31 und der Haltezapfen 74 die Oberseite des Kartons 21, wobei das Paßstück 31 horizontal fluchtend zum Loch 22 im Karton 21 ausgerichtet ist. Der zweite Schlitten 91 und der erste Schlitten 61 bewegen sich jeweils gesteuert von den Zylindern 96 und 76 vorwärts. Durch die Bewegung des Schlittens 61 wird der Verschluß 34 zum Vorstehen durch das Loch 22 und der Flansch 33 in Eingriff mit der Innenseite der Tafel 24 gebracht. Durch die Bewegung des Schlittens 91 wird der kreisförmige Schweißbereich 104 in Eingriff mit der Außenseite der Tafel 24 gebracht, wobei die Teile gegeneinander gespannt werden. Durch Anlegen von Spannung an den Elektrodenarmaktivator 99 schweißt der Elektrodenarm 98 den Flansch 33 an der Tafel 24 an und hält ihn zurück bis zum Abschluß der Schweißung. Daraufhin wird durch eine entgegengesetze Wirkung der Zylinder 66, 96 und 83 der erste Schlitten 61 und der zweite Schlitten 91 in die Ursprungspositionen zurückgezogen und der Arm 73 in die Ausgangsposition zurückbewegt, so daß beim nächsten Zyklus ein weiteres Paßstück auf den Haltezapfen 74 aufgebracht werden kann. Der Funktionszyklus wird wiederholt.
  • Die Fig. 3 und 6 zeigen eine Modifizierung. In einem U-förmigen Bügel 116, der durch Schwenkzapfen 117 an einem Joch 118 festgelegt ist, der an einem der Bügel 41a befestigt ist, ist ein Zylinder 83a aufgenommen. Durch einen Zapfen 82a ist eine Stange 84a an einem Arm 81a befestigt. Im übrigen ist die Modifizierung von Fig. 3 und 6 zur vorstehenden Modifizierung ähnlich, so daß die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung entsprechender Teile verwendet werden, die jedoch durch den Zusatz "a" ergänzt sind.
  • Die vorstehenden Beschreibungen der speziellen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken. Offensichtlich sind viele Modifizierungen und Änderungen in Anbetracht der vorstehenden Lehre möglich. Die Ausgestaltungen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzi pien der Erfindung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern, damit andere Fachleute in die Lage versetzt werden, die Erfindung und verschiedene Ausgestaltungen mit verschiedenen Modifizierungen am besten zu nutzen, die für den speziellen in Betracht gezogenen Einsatz geeignet sind. Der Rahmen der Erfindung soll durch die beiliegenden Ansprüche definiert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Befestigen eines Paßstücks (31) an einem Karton (21), bei welchem der Karton (21) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer ersten im wesentlichen vertikalen Ebene bewegt wird und einen rechteckigen Schlauch mit Wänden (24) und einem oberen Ende (23) aufweist, wobei eine der Wände (24) mit einem Loch (22) versehen ist, und bei welchem das Paßstück (31) ein Ausgießrohr (32), das kleiner als das Loch (22) ist, an einem Ende des Ausgießrohres (32) einen Umfangsflansch (33), der größer als das Loch (22) ist, und einen Verschluß (34) für das Ausgießrohr (32) an einem zweiten Ende davon hat, wobei das Verfahren die Schritte aufweist
- Bewegen eines ersten Schlittens (61) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer zweiten im wesentlichen vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der ersten vertikalen Ebene in eine Rückzugsposition des ersten Schlittens,
- Verschwenken eines Arms (73), der an dem ersten Schlitten (61) angelenkt ist, in eine erste Armposition, die im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene ist, wobei der Arm (73) einen Amboss oder Haltezapfen (74) hat,
- Aufbringen des Paßstücks (31) auf den Amboss oder Haltezapfen (74), während sich der Arm (73) in der ersten Armposition angrenzend an die Paßstückanbringposition befindet,
- Bewegen des Kartons (21) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der ersten im wesentlichen vertikalen Ebene zu der Paßstückanbringposition, wobei das offene Ende (23) freiliegt,
- stationäres Halten des Kartons (21),
- Verschwenken des Arms (73) im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene in eine zweite Armposition, wobei der Amboss oder Haltezapfen (74) und das Paßstück (31) sich innerhalb des Kartons (21) befinden und das Paßstück (31) fluchtend zu dem Loch (22) ausgerichtet ist,
- Bewegen des ersten Schlittens (61) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene aus der Rückzugsposition des ersten Schlittens in eine Ausfahrposition des ersten Schlittens, wobei dabei das Paßstück (31) seitlich so bewegt wird, daß der Verschluß (34) durch das Loch (22) aus ihm vorsteht und der Flansch (33) an der Innenseite der einen Wand (24) angreift,
- Bewegen eines zweiten Schlittens (91), an welchem ein ringförmiger Schweißkopf (98) sitzt, im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene aus einer Rückzugsposition des zweiten Schlittens in eine vorgefahrene Position des zweiten Schlittsns, in welcher der Schweißkopf (98) an der einen Wand (24) angreift und das Loch (22) umschließt, wobei der Verschluß (34) in den Schweißkopf (98) paßt,
- Einklemmen der einen Wand (24) und des Flansches (33) zwischen dem Schweißkopf (98) und einer Schweißabstützung (76) an dem Arm (73) und Verschweißen des Flansches (33) mit der einen Wand (24) auf einer Schweißnaht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der erste und der zweite Schlitten (61, 91) für eine Bewegung aufeinander zu und voneinander weg horizontal ausgerichtet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schweißkopf (98) zu dem Amboss oder Haltezapfen (74) horizontal fluchtend ausgerichtet ist, wenn sich der Arm (73) in der zweiten Armposition befindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem weiterhin ein Abgabekasten (46) für Paßstücke (31) und eine Führungsbahn (44) für Paßstücke (31), die in den Kasten (46) führt, vorgesehen ist, wobei der Kasten (46) angrenzend an den Amboss oder Haltezapfen (74) angeordnet ist, wenn sich der Arm (73) in der ersten Armposition befindet, wobei nach dem Verfahren
- Paßstücke (31) in dem Kasten (46) angeordnet werden und
- ein Paßstück (31) aus dem Kasten (46) jeweils auf den Amboss oder Haltezapfen (74) bewegt wird.
5. Vorrichtung zum Befestigen eines Paßstücks (31) an einem Karton (21), der in Form eines hohlen Schlauchs gebaut ist, der an einem oberen Ende (23) offen ist und ein an einer Wand (24) des Karton (21) ausgebildetes Loch (22) hat, wobei das Paßstück (31) ein Ausgießrohr (32), das kleiner ist als das Loch (22), einen Umfangsflansch (33) an einem Ende, der größer ist als das Loch (22) und einen Verschluß (34) für das Ausgießrohr (32) an einem zweiten Ende davon aufweist,
- mit einem Rahmen (37 bis 42), an welchem die Vorrichtung angebracht ist, und
- mit einer Fördereinrichtung (36) an dem Rahmen (37 bis 42), die intermittierend bewegbar ist, um einen Karton (21) zur Vorrichtung im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer ersten im wesentlichen vertikalen Ebene zu bewegen, wobei das obere Ende freiliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin
- einen ersten Schlitten (61), der an dem Rahmen (37 bis 42) hin und herbewegbar für eine Hin- und Herbewegung im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu einer zweiten im wesentlichen vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der ersten vertikalen Ebene angebracht ist,
- einen Arm (73), der an dem ersten Schlitten (61) angeordnet ist und einen Amboss oder Haltezapfen (74) aufweist, der so geformt ist, daß er in das Ausgießrohr (32) paßt, und eine Schweißabstüzung (76) hat, die für einen Eingriff mit dem Paßstückflansch (33) geformt ist,
- Armbetäigungseinrichtungen (81 bis 87) für eine Anlenkung des Armes (73) für eine Schwenkbewegung im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene zwischen einer ersten Armposition und einer zweiten Armposition, wobei die Armbetätigungseinrichtungen (81 bis 87) an dem ersten Schlitten (61) angebracht sind,
- Einrichtungen (66) für ein Hin- und Herbewegen des ersten Schlittens (61) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten vertikalen Ebene zwischen einer Rückzugsposition und einer Ausfahrposition und
- Einrichtungen (83) zum Verschwenken des Arms (73) in die erste Armposition aufweist, um ein Paßstück (31) an dem Amboss oder Haltezapfen (74) aufzupassen und dann den Arm (73) in die zweite Armposition zu verschwenken, um den Amboss oder Haltezapfen (74) und das daran aufgepaßte Paßstück (31) in das obere Ende (23) des Kartons (21) und in fluchtende Ausrichtung mit dem Loch (22) einzuführen und dann den ersten Schlitten (61) im wesentlichen horizontal in die Ausfahrposition hin und herzubewegen, um den Verschluß (34) so zu bewegen, daß er durch das Loch (22) vorsteht und der Paßstückflansch (33) an der Innenwand des Kartons (21) angreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, welche weiterhin
- einen Schweißelektrodenarm (98) und eine Einrichtung (99) zum Anlegen einer Spannung an den Schweißelektrodenarm (98),
- einen zweiten Schlitten (91), auf welchem der Schweißelektrodenarm (98) angeordnet ist, und
- Einrichtungen (96) zum Bewegen des zweiten Schlittens (91) im wesentlichen horizontal im wesentlichen parallel zu der zweiten im wesentlichen vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der ersten vertikalen Ebene aufweist, um den Schweißelektrodenarm (98) in Eingriff mit einer Außenwand (24) des Kartons (21) in fluchtender Ausrichtung mit dem Paßstück (31) und zum Klemmen des Paßstückflansches (33) gegen die Innenwand des Kartons (21) aufweist, wobei die Einrichtung (99) zum Anlegen von Spannung an den Schweißelektrodenarm den Paßstückflansch (33) an dem Karton (21) festschweißt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, welche weiterhin eine Führungsbahn (44) für Paßstücke (31), um die Paßstücke (31) zu einem Kasten (46) zu befördern, und Einrichtungen (51, 52, 54, 56) zum jeweiligen Entfernen eines Paßstücks (31) aus dem Kasten (46) und zum Ineingriffbringen des einen Paßstücks (31) an dem Amboss oder Haltezapfen (74) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Amboss oder Haltezapfen (74) eine Nase hat, die so geformt ist, daß sie in das eine Ende des Ausgießrohres (32) paßt, und die Schweißabstützung (76) so geformt ist, daß sie gegen eine Fläche des Paßstücksflansches (33) paßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welchem das Paßstück (31) thermoplastisch, der Karton (21) mit Pappe überzogen ist und die Einrichtung (99) zum Anlegen einer Spannung an dem Arm ein Ultraschallaktivator ist.
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