-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Befüllen von Behältern mit Produkten entsprechend einem
vorbestimmten Muster, welches Verfahren verschiedene Vorteile
bietet, die in dieser Beschreibung hervorgehoben werden sollen,
neben anderen, die dem Verfahren selbst und seiner Ausführung
innewohnen.
-
Behälterfüllmaschinen, insbesondere Maschinen zum Befüllen von
Kisten mit verschiedenen Produkten, insbesondere Früchten und
gewissen Gemüsen (allgemein mit Kistenfüllmaschinen bezeichnet)
sind bereits bekannt. Unter diesen Maschinen gibt es einige,
die die Produkte mit Hilfe von durch Unterdruck erzeugter
Saugwirkung aufnehmen und transportieren, zu welchem Zweck sie mit
flexiblen Saugglocken ausgerüstet sind, deren Flexibilität
entsprechend der größeren oder kleineren Widerstandsfähigkeit der
Oberfläche der zu handhabenden Produkte gewählt ist, um einen
optimalen Kopplungseffekt zwischen den Saugglocken und den
Produkten sicherzustellen und dadurch Unterdruckverluste zu
begrenzen.
-
Maschinen der zuvor genannten Art werden dazu eingesetzt, Lagen
von Früchten oder anderen mehr oder weniger runden Produkten in
Kisten oder dgl. in Übereinstimmung mit vorbestimmten
geometrischen Mustern zu bilden, die normalerweise derart gestaltet
sind, daß die einzelnen Produkte in jeder Lage und von einer
Lage zur anderen Lage eng gepackt sind, um dadurch den Inhalt
der Kiste für den Versand zu stabilisieren und um ein
gefälliges Aussehen am Verkaufsort zu erzielen, wenn das Produkt den
möglichen Käufern in der offenen Kiste dargeboten werden soll.
-
Das Betriebsverfahren dieser bekannten Maschinen (US-A-3 590
551) besteht darin, die zu verpackenden Produkte unter der
Wirkung eines Unterdrucks von einer Zuführzone zu einem
entsprechenden Behälter zu überführen, sie darin in einer oder
mehreren gestapelten Lagen in Übereinstimmung mit zuvor festgelegten
Konfigurationen zu verteilen, die leeren Behälter von einer
Eintrittssektion zum Füllort und nach dem Befüllen zu der
Austrittssektion
zu überführen und den Behälter ggf. in Schritten
abzusenken, die für die Ausbildung einer jeden gestapelten
Lage ausreichend sind.
-
Bei diesem bekannten Verfahren wird die oben beschriebene
Überführung der Produkte jedoch in vollständigen Lagen oder
vollständigen Reihen vorgenommen, was die Ausführung des Verfahrens
schwieriger macht im Hinblick auf die Notwendigkeit gewisser
zueinander passender Vorgänge zur Erzielung der in der Praxis
erforderlichen Mustervariationen, wenn in jeder Lage und von
einer Lage zur nächsten eine bestimmte Konfiguration erzielt
werden soll zur optimalen Verpackung und Stabilisierung der
Produkte in ihren Kisten und zum Erzielen eines gefälligen
Aussehens derselben am Verkaufsort.
-
Das Verfahren zum gleichzeitigen Überführen einer vollständigen
Lage erfordert das Vorhandensein von zwei Übertragungsstationen
für eine einzige Kiste, damit aufeinanderfolgende Lagen
bestimmter und zueinander passender Muster hergestellt werden
können. Dies kompliziert augenscheinlich den Abfüllvorgang und
erfordert eine Anpassungsfähigkeit dieses Teils des
Verfahrensablaufs bezüglich seiner Betriebsphasen und erfordert
insbesondere vielfältige Einstellungen zur Anpassung der zwei
Übertragungsvorgänge pro Kiste an die verschiedenen Raumverteilungen
der Früchte in den Behältern und an verschiedene Abmessungen
und Formen der letztgenannten, was Unterbrechungen für die
erforderlichen Änderungen notwendig macht und zu einer
Verminderung des Betriebswirkungsgrades und zu zusätzlicher
Handarbeit für diese Anpassungen an die praktischen Erfordernisse
führt. Das Verfahren zum gleichzeitigen Überführen einer
vollständigen Reihe von Früchten ist ziemlich ähnlich und leidet an
denselben Nachteilen.
-
Das Verfahren nach der Erfindung zum Befüllen von Behältern mit
Produkten in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Muster
besteht aus der Überführung der zu verpackenden Produkte durch
Saugwirkung aus einer Zuführzone in den entsprechenden
Behälter,
das Verteilen derselben darin in Übereinstimmung mit
bestimmten, zuvor festgelegten Konfigurationen in einer oder
mehreren gestapelten Lagen und dem Überführen der leeren
Behälter von einer Eintrittssektion in eine Füllstation und nach dem
Befüllen zu einer Ausgangssektion. Dieses Verfahren ist
gekennzeichnet durch das Fördern der zu verpackenden Produkte in eine
Anzahl N getrennter Fächer, das Überführen der Produkte aus
jedem Fach nacheinander zu einem zugeordneten individuellen
Träger, wobei eine Anzahl von wenigstens N der genannten
individuellen Träger in gleichen Umfangsabständen angeordnet
sind, das Überführen, räumlich getrennt und gleichzeitig, jedes
der N Produkte von den Trägern durch vorübergehende
Unterwerfung derselben der Wirkung von Unterdruck, das Drehen derselben
um eine vertikale Achse um einen Betrag, der gleich dem
Ergebnis der Unterteilung eines jeden Umfangswinkels in eine Anzahl
von Teilen, die gleich dem Quotienten aus 360º und 2 N,
multipliziert mit der Anzahl von Umfangsabständen, ist, und das
Absenken derselben, um sie an der genauen Stelle der
korrespondierenden Reihe in der Lage der Produkte, die in einem
betreffenden der N Behälter zusammengestellt wird, in Stellung
zu bringen, das Überführen der N Behälter, um sie unter der
Stelle in Position zu bringen, wo die N Produkte abzusetzen
sind, nachdem sie durch Saugwirkung überführt worden sind, das
Instellungbringen einer Querwand in jedem Behälter zur
Begrenzung des Raumes für die Zusammenstellung jeder Reihe der
Produkte, das Zusammenstellen der ersten Reihe der Produkte
nacheinander, gleichzeitig in jedem der genannten Behälter
durch schrittweises Verstellen derselben in quer in der
Richtung, in der die Ausbildung der Reihe fortschreitet, bis
die Reihe vollständig ist, das Festhalten der vervollständigten
ersten Reihe, um sie bezüglich des betreffenden Behälters
festzulegen, das Vorschieben der N Behälter mit ihren ersten
Produktreihen in Längsrichtung gegen die Ausgabesektion, um
wieder die Behälter unter der Stelle in Position zu bringen, wo
die Produkte abgesetzt werden, das Wiederholen des obigen
Zyklus für die Ausbildung der zweiten Reihe durch
Querverstellung der Behälter in der Richtung entgegengesetzt zu der des
vorangehenden Zyklus, das Anheben der Halterung der ersten
Reihe von Produkten nach Vervolständigung der zweiten
Produktreihe und das Festhalten der zweiten Reihe, das Wiederholen
dieser Vorgänge bis zur Vervollständigung der entsprechenden
Lage der Produkte wonach die beschriebenen Vorgänge wiederholt
werden, falls erforderlich, für die Ausbildung einer weiteren
oder weiterer gestapelter Lagen, zu welchem Zweck die
Trennwände und die Einrichtungen zum Halten der Produktreihen in die
geeignete Höhe angehoben werden, und das Steuern und Regeln der
Raumverteilung der Produkte im Hinblick sowohl auf die
Konfiguration der erforderlichen Lage oder Lagen der Produkte als auch
auf die relative Anordnung der Lagen in jedem Behälter.
-
Das Verfahren nach der Erfindung zum Füllen von Behältern mit
Produkten mit einem vorbestimmten Muster beseitigt die
erwähnten Nachteile der bereits bekannten Verfahren durch Beseitigung
der dazu erforderlichen abgestimmten Vorgänge und bietet unter
anderem die Vorteile, die aus seiner Vielseitigkeit bei der
Handhabung von Produkten und Behältern verschiedener Größen und
Proportionen resultieren und aus seiner Möglichkeit
entspringen, die Raumverteilung der Produkte in dem betreffenden
Behälter zu variieren, d.h. die Konfiguration jeder Lage der
Produkte und der Lagen relativ zueinander, und all dies ohne
Schwierigkeiten, schnell und in zuverlässiger Weise.
-
Das Verfahren nach der Erfindung zum Füllen von Behältern mit
Produkten in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Muster
bietet die oben beschriebenen und weiteren Vorteile, die aus
der Ausführungsform des nachfolgend im Detail beschriebenen
Verfahrens hervorgehen, die beispielhaft zur Erleichterung des
Verständnisses und der oben beschriebenen Eigenschaften
erläutert wird, um gleichzeitig verschiedene Details seiner
Ausführung zu verstehen, und zi diesem Zweck ist der vorliegenden
Beschriebung ein Satz Zeichnungen hinzugefügt, die nur
beispielhaft und ohne Beschränkung des Schutzbereichs der
vorliegenden Erfindung einen praktischen Ausführungsfall des oben
beschriebenen Verfahrens darstellen.
-
In den Zeichnungen ist eine Maschine zum Befüllen von Behältern
mit Produkten in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Muster
dargestellt, wobei die Maschine im Betrieb das Verfahren nach
der Erfindung in einer praktischen Ausführungsform derselben
ausführt.
-
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Maschine von ihrer
rechten Seite,
-
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht,
-
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht,
-
Fig. 4, 5 und 6 zeigen einen Schnitt längs der Linie IV-IV in
Fig. 6, einen weiteren Schnitt längs der Linie V-V in
Fig. 4 bzw. eine Draufsicht auf eine
Produktzuführsektion,
-
Fig. 7 und 8 zeigen eine Vorderansicht in Richtung A in Fig. 6
bzw. eine Schnittdarstellung längs der Linie VIII-
VIII in Fig 7,
-
Fig. 9 und 10 zeigen eine Seitenansicht von der linken Seite
bzw. eine Draufsicht auf Produktkomponenten,
-
Fig. 11 und 12 zeigen eine Seitenansicht von der rechten Seite
bzw. eine Vorderansicht von
Behälterförderkomponenten,
-
Fig. 13, 14 und 15 zeigen eine Seitenansicht von der rechten
Seite, eine Vorderansicht bzw. eine Draufsicht auf
eine Querwandanordnung und Einrichtungen zum Halten
der Produktreihen.
-
In Übereinstimmung mit dem Verfahren nach der Erfindung werden
die zu verpackenden Produkte mittels einer Fördereinrichtung
(Fig. 1, 2 und 4 bis 8) gefördert, die im vorliegenden Falle
Förderbänder 1 und 2 und Schwingungströge 3, 4, 5 und 6
aufweisen, wobei in den Trögen 4 und 6 die Produkte in getrennten
einzelnen Fächer gefördert werden und einzeln auf entsprechende
Einzelträger 7 und 8 abgegeben werden, die an einem Durchmesser
eines imaginären Kreisumfangs in gleichen Abständen von der
geometrischen Mitte 9 und somit von einer in gleicher Weise
imaginären Vertikalachse 10, die durch sie hindurchläuft (Fig.
2 und 7) angeordnet sind. Die von den Trägern 7 und 8
getragenen Produkte werden dann von einem Drehträger 11 aufgenommen
(Fig. 1, 2, 9 und 10), der mit Einrichtungen 12 versehen ist,
um entsprechende Saugglocken 13 anzuheben und abzusenken, die
dazu dienen, einen Saugeffekt hervorzurufen, um vorübergehend
ein entsprechendes Produkt zu halten, auf das die Saugglocke
abgesenkt wird und das auf dem zugeordneten Einzelträger ruht.
-
Der Träger 11 hebt dann - im vorliegenden Falle zwei - Produkte
von ihren entsprechenden Trägern 7 und 8, wird um die vertikale
Achse 10 gedreht und senkt dann die Produkte, um sie auf eine
vorbestimmte Stelle der entsprechenden Reihe einer Produktlage
abzusetzen, die in einem entsprechenden Behälter
zusammengesetzt wird, wobei zwei dieser Behälter somit gleichzeitig im
vorliegenden Beispiel gefüllt werden. In den Fig. 9 und 10
bezeichnet der Buchstabe A den Zutritt von Druckluft, die von
einer Druckluftquelle geliefert in, in Hebe-und
Senkeinrichtungen 12, und der Buchstabe V bezeichnet den jeder Saugglocke 13
zugeführten Unterdruck, der von einer zugehörigen
Unterdruckquelle 14 durch den Venturieffekt erzeugt wird und die zu
diesem Zweck mit der Druckluftzuführleitung verbunden ist. Die
beschriebene Anheb- und Absenkeinrichtung 12 und die
zugehörigen Druckluft- und Unterdruckverbindungen können
selbstverständlich auch durch andere geeignete Vorrichtungen und
Energiequellen ersetzt werden.
-
Der Träger 11 wird durch einen geeigneten Mechanismus gedreht,
der beispielsweise einen Zahnkranz 15 aufweist, der mit einem
Ritzel 16 eines Schrittmotors 17 kämmt, wobei der Drehwinkel
gleich dem Ergebnis der Teilung jedes Umfangs, im vorliegenden
Falle eines einzigen Umfangs, in eine Anzahl von Teilen ist,
die gleich dem Quotienten aus 360º und dem Zweifachen der
Anzahl unabhängiger Fächer ist, und multipliziert mit der
Anzahl der Umfänge, im vorliegenden Falle ein Umfang, d.h. in
jedem Schritt wird der Träger um einen Winkel von 90º gedreht
(90º = 360º / 2 x 2 unabhängige Fächer x 1 Umfang).
-
Der Träger wird vorzugsweise alternierend in entgegensetzten
Richtungen gedreht, d.h. ein Schritt in der einen Richtung und
der nächste in der entgegengesetzten Richtung, wodurch die
elektrischen und pneumatischen Verbindungen einfacher werden.
Die schrittweise Drehung kann jedoch auch in ein und derselben
Richtung ausgeführt werden, in welchem Falle die elektrischen
und pneumatischen Verbindungen so gestaltet sein müssen, daß
sie eine unidirektionale Drehung erlauben.
-
Die Behälter, deren Anzahl gleich der der unabhängigen Fächer
ist, im vorliegenden Falle zwei, werden durch geeignete
Fördereinrichtungen (Fig. 1 bis 3, 11 und 12) gefördert, die im
vorliegenden Falle einen Schlitten 18 umfassen, der an
Querführungsschienen 19 zur Verschiebung quer zur Längsachse der
Maschine gelagert ist, wobei letztere Achse als die
Verstellrichtung der Behälter von der Eintrittssektion im leeren
Zustand zur Austrittssektion, nachdem sie gefüllt worden sind,
betrachtet wird, wobei diese Längsrichtung durch den Pfeil G
bezeichnet ist, während der Pfeil F in Fig. 3 die Verstellung
in Querrichtung bezeichnet. Diese Querverstellung ist
alternativ von links nach rechts und von rechts nach links gerichtet,
wie in Fig. 3 gezeigt, und wird beispielsweise durch die
Wirkung einer Gewindespindel 20 hervorgebracht, die im
Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn durch einen Schrittmotor 21
gedreht werden kann, und auf dieser Spindel befindet sich eine
Verstellmutter am zugehörigen Schlitten. Diese Einrichtung, die
dem Schlitten die alternative Querverstellung verleiht, kann
selbstverständlich durch andere geeignete Mechanismen ersetzt
werden.
-
Die beschriebene Fördereinrichtung dient dazu, die
entsprechenden Behälter in Bezug auf den Punkt in Position zu bringen, wo
die getrennt und gleichzeitig durch Unterdruckwirkung vom
drehbaren Träger 11 geförderten Produkte durch Absenkung der zwei
diametral gegenüberliegenden Saugglocken der Gesamtzahl von
vier solcher an dem Träger angeordneter Glocken abgegeben
werden, um die davon herangeführten Früchte in jeweils einen der
zwei Behälter abzusetzen; zu diesem Zweck ist eine Querwand 22
(Fig. 2 und 13 bis 15) in jedem Behälter vorgesehen, wobei
diese Querwand vertikal auf und nieder (Fig. 13 und 14) mittels
eines Mechanismus 23 verstellbar ist, dessen unterer Abschnitt
an einem Wandträger angelenkt ist und dessen oberer Abschnitt
an einem festen Plattenelement (nicht dargestellt) eines
Rahmens 25 angelenkt ist, wobei ein Zylinder, beispielsweise ein
pneumatischer Zylinder 26, zum Absenken und Abheben der
Querwände vorgesehen ist, die in ihrer abgesenkten Betriebsstellung
den für die Zusammenstellung jeder Produktreihe benötigten Raum
begrenzen, sodaß eine erste Reihe nach und nach simultan in
jedem der zwei Behälter aufgebaut wird, wobei letztere quer
schrittweise in der Richtung verstellt werden, in der die
Ausbildung der Reihe fortfährt, und zwar durch eine entsprechende
Verstellung des zugehörigen Schlittens 18. Die zwei Querwände
22 (Fig. 13) sind mit dem Rahmen 25 verbunden, der seinerseits
fest an dem zugehörigen Schlitten 18 beispielsweise mittels
vier vertikaler Säulen 27 angebracht ist (Fig. 2 und 14), sodaß
der Rahmen parallel zu dem Schlitten und in einer gewissen Höhe
darüber angeordnet ist.
-
Nachdem die erste Produktreihe auf diese Weise vervollständigt
worden ist, muß sie gegenüber dem entsprechenden Behälter fest
und unbeweglich gehalten werden, wobei diese Festhaltung im
vorliegenden Beispiel mit Hilfe von in diesem Falle zwei
Querhaltevorrichtungen erfolgt, die jeweils Haltequerstangen 28
(Fig. 13) aufweisen, die dazu dienen, einen gewissen Druck auf
die vervollständigten Reihen in jedem der zwei nebeneinander
befindlichen Behälter auszuüben, ohne dadurch die Produkte in
der Reihe zu beschädigen, und die in der gleichen Weise
montiert sind, wie in Bezug auf die Querwände 22 beschrieben. Die
Haltestangen 28 sind zusätzlich mit Einrichtungen für
alternierende Längsverstellung relativ zu dem Rahmen 25 und somit
relativ zu dem Schlitten versehen, zu welchem Zweck die zwei
Haltevorrichtungen wirkungsmäßig miteinander verbunden und in einer
Weise montiert sind, die es erlaubt, sie in Längsrichtung
relativ zu dem Rahmen 25 durch Verwendung geeigneter
Führungseinrichtungen 29 (Fig. 13 und 14) zu verstellen. Was die
Verstellung der Behälter gegen die Austrittssektion betrifft, ist die
alternierende Längsverstellung der Haltestangen 28 mit der
intermittierenden Vorwärtsverstellung der dem Füllvorgang
unterworfenen Behälter koordiniert, die in Schritten
ausgetragen werden, die eine Länge aufweisen, die gleich der Distanz
zwischen der Achse einer vollständigen Produktreihe und der der
nachfolgend zu bildenden Reihe ist. Um diese Wirkung zu
erzielen, kann ein geeigneter Mechanismus 30 vorgesehen sein, um
eine Verbindung zwischen dem Schlitten 18 und den zwei
Haltestangen 28 einzurichten, wobei dieser Mechanismus im
vorliegenden Beispiel mit nur einer der Querhaltevorrichtungen verbunden
ist - der rechten in Fig. 13 -, die ihrerseits mit der anderen
Haltevorrichtung in einer in den Zeichnungen nicht
dargestellten Weise verbunden ist. Dieser Mechanismus ist wirkungsmäßig
mit dem Schlitten 18 durch wenigstens eine endlose Kette 31
verbunden, um die Verstellung der zwei Querhaltevorrichtungen
mit der Verstellung der Behälterfördereinrichtung in Richtung
des Pfeiles G (Fig. 3 und 11) zu synchronisieren; in Fig. 14
ist die verstellbare Montage der Platte 24 in der
Führungseinrichtung 29 für jede der zwei Haltestangen 28 zusätzlich zur
Montage jeder der zwei Trennwände 22 dargestellt.
-
Wie bereits erwähnt, enthält die Behälterfördereinrichtung
zwei Endlosketten 31, die über einem Teil ihrer Gesamtlänge mit
einer Anzahl von Querstangen zum Tragen der Behälter und einer
Anzahl von Anschlägen zum Halten der Behälter versehen sind,
wobei der Längenabschnitt der Anzahl der gleichzeitig in jedem
vollständigen Zyklus des vorliegenden Verfahrens zu befüllenden
Behälter, im vorliegenden Falle zwei, entspricht, wobei die
Endlosketten von einem Schrittmotor 32 (Fig. 11 und 12) über
ein geeignetes Getriebe angetrieben werden.
-
Nachdem die erste Produktreihe vervollständigt worden und
gegenüber ihrem entsprechenden Behälter mittels der zugehörigen
Haltestange 28 festgelegt worden ist, werden die beiden
Behälter, die die ersten Produktreihen enthalten, in Längsrichtung
gegen den Ausgang vorgeschoben, um die Behälter gegenüber den
Produktabgabepunkten des Trägers 11, 12 neu in Position zu
bringen, woraufhin der beschriebene Zyklus wiederholt wird, um
die zweite Produktreihe zu bilden, wobei der Träger 18, der die
Längsfördereinrichtung für die Behälter darstellt, zu diesem
Zweck in der Richtung entgegengesetzt zur Verstellrichtung des
vorangehenden Zyklus in Querrichtung verstellt wird. Nachdem
die zweite Produktreihe auf diese Weise vervollständigt worden
ist, wird das Festhalten der ersten Reihe durch die
Haltestangen 28 beendet und auf die zweite Reihe übertragen, die in dem
betreffenden Behälter gebildet worden ist. Diese Vorgänge
werden dann wiederholt bis zum Abschluß der betreffenden
Produktlage. Nachdem die erste Produktlage auf diese Weise
vervollständigt worden ist, und falls so gewünscht und erforderlich,
werden die beschriebenen Vorgänge für die Bildung einer
weiteren Lage aus mehreren gestapelten Lagen wiederholt, zu welchem
Zweck die Trennwände 22 und Haltequerstangen 28 schrittweise in
die geeignete Höhe gebracht werden. Nachdem die zwei
betrachteten Behälter vollständig gefüllt worden sind, werden sie zum
Ausgang der Maschine in Richtung des Pfeils G in den Fig. 1, 3
und 11 fortbewegt. Die Maschine kann mit einem Förderer 33 für
leere Behälter kombiniert werden, der stromaufwärts der
Eintrittssektion der Maschine angeordnet ist, und mit einem
weiteren Förderer 34, im vorliegenden Falle vom Schwerkrafttyp, für
die Paare gefüllter Behälter, der stromabwärts der
Austrittssektion der Maschine angeordnet ist. Die verschiedenen oben
beschriebenen Betriebsphasen, die es erlauben, die Produkte in
den Behältern in verschiedenen räumlichen Konfigurationen
anzuordnen, die vom Benutzer in Übereinstimmung mit dem
Aufnahmevermögen
der Behälter ausgewählt sind, kann mit Hilfe einer
Programmsteuereinheit 35 gesteuert und überwacht werden, die es
dem Benutzer erlaubt, ein geeignetes Muster für jede Lage in
Übereinstimmung mit der Länge und der Breite gegebener Behälter
und zum Stapeln aufeinanderfolgender Lagen in Übereinstimmung
mit der Höhe der Behälter auszuwählen.