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WO2025078137A1 - Verpackungsvorrichtung und verfahren zur herstellung von verpackungseinheiten - Google Patents

Verpackungsvorrichtung und verfahren zur herstellung von verpackungseinheiten Download PDF

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Publication number
WO2025078137A1
WO2025078137A1 PCT/EP2024/076584 EP2024076584W WO2025078137A1 WO 2025078137 A1 WO2025078137 A1 WO 2025078137A1 EP 2024076584 W EP2024076584 W EP 2024076584W WO 2025078137 A1 WO2025078137 A1 WO 2025078137A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
articles
packaging
alignment
module
units
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.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/076584
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcus KREIS
Johann LUBER
Thomas-Florian MAYER
Herbert Spindler
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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 Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of WO2025078137A1 publication Critical patent/WO2025078137A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B53/00—Shrinking wrappers, containers, or container covers during or after packaging
    • B65B53/02—Shrinking wrappers, containers, or container covers during or after packaging by heat
    • B65B53/06—Shrinking wrappers, containers, or container covers during or after packaging by heat supplied by gases, e.g. hot-air jets
    • B65B53/063—Tunnels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B21/00—Packaging or unpacking of bottles
    • B65B21/24—Enclosing bottles in wrappers
    • B65B21/245—Enclosing bottles in wrappers in flexible wrappers, e.g. foils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B57/00—Automatic control, checking, warning, or safety devices
    • B65B57/10—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of articles or materials to be packaged
    • B65B57/14—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of articles or materials to be packaged and operating to control, or stop, the feed of articles or material to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic

Definitions

  • the patent EP 3 594 141 B1 describes a treatment machine for containers in which individual containers are clamped between a turntable and a centering head, whereby a desired rotational position of the clamped container is achieved via the turntable.
  • the described number and arrangement of the at least one detection means is to be understood as an example. Those skilled in the art can apply this to other article groups, for example, to article groups in which the articles are arranged in the form of a hexagonal sphere packing. In this case, at least one detection means or a plurality of detection means can be provided for each of the six side surfaces of the article group, corresponding to the number of articles on the side surface.
  • the alignment module further comprises at least one alignment unit that can be controlled by the control device.
  • the alignment module comprises a plurality of alignment units that can be controlled by the control device.
  • the alignment module comprises at least two alignment units that can be controlled by the control device.
  • the alignment units can be designed to be rotatable about a rotation axis or can comprise a rotation means that is designed to apply a rotation to articles.
  • Each alignment unit can preferably be arranged on an article of the article group in such a way that the axis of rotation of the respective alignment unit or the axis of rotation about which the rotation means applies the rotation to the article coincides with the longitudinal axis of the article.
  • the alignment units can be controlled by the control device and are designed to be applied at least in part to one of the articles of the article group and to align it, in particular by applying a rotational movement to the article, whereby it is rotated about its longitudinal axis.
  • the control system calculates the rotation angle for the items in the article group to be aligned.
  • the rotation angle indicates the rotation required to bring each item within the article group into the desired orientation.
  • the rotation angle is preferably in a range between 0 degrees and 180 degrees. In some situations, however, it may be necessary or appropriate for the rotation angle to be in a range between 180 degrees and 359 degrees.
  • the control device controls the alignment units so that they cause the respectively assigned article to rotate by the calculated angle of rotation. This can be clockwise or counterclockwise. One embodiment can provide that all alignment units always cause the respectively assigned article to rotate clockwise or counterclockwise. Alternatively, it can be provided that a clockwise or counterclockwise rotation takes place depending on the calculated angle of rotation.
  • a first alignment unit or a first part of the alignment units causes the respectively assigned article to rotate clockwise, while a second alignment unit or a second part of the alignment units causes the respectively assigned article to rotate counterclockwise.
  • the alignment module comprises at least one electromagnetic direct drive for the at least one alignment unit.
  • the control device is designed to control the transport device and the alignment unit such that they are temporarily moved synchronously.
  • the at least one alignment device is synchronized with an article of the article group and then the alignment device and the article are temporarily and regionally moved synchronously through the alignment module. During this synchronous movement, the article respectively assigned to the alignment device is aligned.
  • at least two or more alignment devices are synchronized with two or more articles of the article group and temporarily and regionally moved together synchronously through the alignment module, wherein the articles are aligned based on the sensor-determined data.
  • the alignment module comprises at least one working unit, which working unit is formed from at least two or a plurality of alignment units, wherein the number and arrangement of the alignment units of the working unit corresponds to the number and arrangement of the articles within the article groups.
  • working unit is formed from at least two or a plurality of alignment units, wherein the number and arrangement of the alignment units of the working unit corresponds to the number and arrangement of the articles within the article groups.
  • suitable work units can have a number and arrangement of alignment units that correspond to the number and arrangement of the outer articles of an article group.
  • the electromagnetic direct drive is formed by at least one long stator system, which comprises a long stator and a plurality of at least two shuttle units arranged on the long stator.
  • the shuttle units are moved, at least in some areas, in a straight line along the long stator.
  • One embodiment of the long stator can provide for it to be designed such that the shuttle units can be moved circumferentially along the long stator.
  • the shuttle elements are designed as an alignment unit and have an axis of rotation.
  • One embodiment provides for the at least one long stator to be arranged above a transport plane for the articles formed by the transport device.
  • the shuttle units designed as alignment units, are positioned from above on the articles of the article group and contact the articles, for example, via frictional engagement.
  • clamping means for temporarily securing the articles can be provided on the underside of the shuttle units.
  • a controlled rotation by the calculated angle of rotation can be applied to the article attached to a shuttle unit in order to align the features of the respective article in the desired manner.
  • the alignment units are designed to engage the underside of the articles from below through the opening between the conveyor chains and apply a corresponding rotation to them.
  • a circumferential counterpressure belt can be provided above the transport surface.
  • the alignment units can provide clamping means for the articles, which clamping means can be actively releasable, for example, or passively releasable, with the clamping being released, for example, when the alignment unit is lowered.
  • the energy fed into the stator plate is converted into a precisely controlled electromagnetic field.
  • all components required to generate and control the field are integrated into the stator plate.
  • planar rotor elements also called movers, are usually equipped with cuboid-shaped magnets whose magnetization is perpendicular to a plane formed by the stator plate and which are controlled in the X and Y directions with alternating polarity.
  • the movement of the planar rotor elements themselves This is achieved by additional magnets arranged parallel to the plane, allowing the planar rotor elements to move in the X and Z directions.
  • the number and arrangement of the magnets perpendicular and parallel to a plane formed by the stator plate determines the degrees of freedom and positioning accuracy.
  • the electromagnetic field generated by the stator plate causes the planar rotor elements to levitate, whereby these move above or below a horizontally aligned stator plate or laterally next to a vertically aligned stator plate, depending on the application.
  • Article groups divided into single or multi-lane lanes are guided past at least one detection device or a plurality of detection devices in order to determine the current orientation of the articles within the article group.
  • control device calculates a rotation angle for each article in the article group and the planar rotor elements of the planar motor system are controlled accordingly.
  • planar motor elements of a planar motor system arranged above the transport plane for example, have clamping or pressing units that are brought closer to the articles by a vertical stroke of the planar motor elements, thus clamping them between the transport plane and the planar motor element.
  • clamping or pressing units that are brought closer to the articles by a vertical stroke of the planar motor elements, thus clamping them between the transport plane and the planar motor element.
  • planar rotor elements equipped with clamping or pressing units thus form the alignment units of the alignment module.
  • These alignment units are designed to cause the articles to rotate about a rotation axis.
  • the rotation axis is perpendicular to a surface formed by the underside of the stator plate.
  • a number of planar runner elements corresponding to the number of articles within an article group form a working unit at least temporarily. It is particularly preferred that the working unit moves synchronously with the article group at least temporarily and in certain areas. In the case of multi-row article groups, it can be provided that only planar runner elements are used for the outer articles of the article group, since aligning the inner articles is neither necessary nor useful.
  • the alignment units then detach from the articles and move either back to a starting position or to the next article group.
  • planar motor system can be designed to be height-adjustable; in particular, the height of the stator plate above the transport level for the articles can be adjusted.
  • a subsequently arranged packaging module can also be designed as a shrink module, for example.
  • a shrink module comprises at least one film wrapping module and a shrink tunnel.
  • a film section is arranged around the article group with the aligned articles.
  • the film section is then shrunk onto the aligned article group in the shrink tunnel, forming a packaging unit.
  • the articles are essentially secured against rotation and are no longer easily accessible for alignment units.
  • the packaging units are then assembled into palletizable layers in a handling module designed as a grouping module or layer formation module or similar, which are then stacked on pallets in a palletizing device.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a packaging device in a side view.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a packaging device in a side view.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a packaging device in a view from above.
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of a packaging device in a side view.
  • Fig. 5 shows the fourth embodiment of the packaging device according to Fig. 4 in a view from above.
  • Fig. 6 shows a fifth embodiment of a packaging device in a side view.
  • Fig. 7 shows the fifth embodiment of the packaging device according to Fig. 6 in a view from above.
  • Fig. 8 shows a schematic view of an embodiment of a packaging system.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a packaging device 1 in a lateral view.
  • the dividing rods 5 have a conveying speed that is higher than that of the following articles 20, so that the articles 20 of the separated article groups 21 arranged upstream of the dividing rods 5 in the transport direction 50 are moved at a conveying speed that is higher than that of the articles 20 entering the dividing module 3.
  • the dividing module 3 may also comprise other suitable dividing devices known to the person skilled in the art.
  • article groups 21 are formed from 2x2 articles 20 or 2x3 articles 20.
  • a further embodiment can provide for a detection means 9 for each of the parallel rows.
  • article groups 21 are fed in more than two rows, for example, article groups 21 comprising 3x3 articles 20 or 3x4 articles 20 or similar, it may be expedient to provide four detection means 9, in particular one detection means 9 for each side surface of the article group 21.
  • the rotation angles required to align each article 20 within article group 21 are calculated.
  • the rotation angle is preferably in a range between 0 degrees and 180 degrees. In some situations, however, the rotation angle may also be in a range between 180 degrees and 359 degrees.
  • the alignment module 6 comprises at least one electromagnetic direct drive 14 for the at least one alignment unit 12.
  • the electromagnetic direct drive 14 is formed by a linear motor designed as a long stator 15, on which long stator 15 there are several shuttle units 16 or runners designed as alignment units 12.
  • the alignment units 12 are moved, at least in some areas, in a straight line along the elongate stator 15.
  • a number of alignment units 12 corresponding to the number of articles 20 within an article group 21 are combined as a working unit 42 and are moved, at least temporarily and in some areas, together along the electromagnetic elongate stator 15.
  • the alignment units 12 combined as a working unit 42 are arranged in the same manner as the articles 20 within an article group 21.
  • the long stator 15 is arranged above the transport plane for the articles 20 formed by the transport device 7.
  • the alignment units 12 are formed by shuttle units 16 arranged on the long stator 15.
  • the rotation axis 13 sits on the shuttle units 16, which rests on the articles 20 from above and contacts them via friction. Now, a controlled rotation by a calculated angle of rotation can be applied to the articles 20 of the article group 21 in order to align the features 25 of the respective articles 20 in the desired manner.
  • the article groups 21 are continuously moved through the alignment module 6, with the alignment units 12 synchronizing with the articles 20 of the article groups 21.
  • the alignment of the articles 20 thus occurs, in particular, while they are continuously moved in the transport direction TR through the alignment module 6 within an article group 21.
  • the article groups 21 with the now aligned articles 20 are identified by the reference symbol 26 for differentiation.
  • the aligned article group 26 is fed to a packaging module 17.
  • the articles 20 of the aligned article group 26 are combined with a secondary packaging material 30 to form a packaging unit 27.
  • the illustrated packaging module 17 is, for example, an application module 18 for packaging blanks 31 that are at least partially flat, also referred to as upper grip carton packaging 32. Bottles are grouped together via their neck areas. In the case of cans 22, these are grouped together via their lid areas by an upper grip carton packaging 32.
  • An upper grip carton packaging 32 has an arrangement and number of through-openings that correspond to the arrangement and number of articles 20 to be grouped.
  • the diameter of the through-openings is generally slightly smaller than a maximum diameter of the articles 20 in an upper region.
  • the upper grip carton packaging 32 is placed onto the articles 20 and pressed on so that a defined upper region of the articles 20 is pushed through the through-openings.
  • an upper region with a maximum diameter is pushed through the through-openings and the edge regions of the through-openings are brought into engagement with the articles 20 below this maximum diameter so that the upper grip carton packaging 32 is securely and firmly attached to the articles 20.
  • the edge regions of the through-openings are secured below the flanged edge in the lid region.
  • the edge regions of the through-openings are often provided with radially outwardly extending incisions or similar features so that the edge regions are at least partially bent upward when pressed onto the articles 20 and engage below the maximum diameter of the articles 20 in the upper region.
  • a suitable upper grip carton package 32 preferably consists of a cardboard material, a plastic material, a cardboard-plastic composite material or the like.
  • the packaging module 17 can be a strapping module or a shrinking module.
  • a strapping module at least one strapping band is tensioned around the outward-facing outer surfaces of the aligned article group. The free end regions of the strapping band are connected to each other, creating a closed strap.
  • a shrink module comprises at least one film wrapping module and a shrink tunnel. In the film wrapping module, a film section is arranged around the aligned article group 26. The film section is then shrunk onto the aligned article group 26 in the shrink tunnel, forming a packaging unit 27.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a packaging device 1 in a lateral and schematic view. This shows that the alignment of the articles 20 can, in some cases, only take place after the application of the secondary packaging means 30. This is particularly the case when the top or bottom of the articles 20 is still accessible and when the articles 20 combined by the secondary packaging means 30 are still arranged within the packaging unit so as to be rotatable about their own longitudinal axis 23. This is particularly the case when the articles 20 are combined with a packaging blank 31 that does not cover the top sides of the articles 20 or when the articles 20 are combined with strapping.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a packaging device 1 in a top view. This is essentially an embodiment according to Fig. 1, with three-lane processing of article groups 21.
  • the article groups are each formed from six articles 20 arranged in two parallel rows of three.
  • first movement unit 40-1 on the first long stator 15-1 of each transport path 45 and a first movement unit 40-2 on the second long stator 15-2 of the same transport path 45 jointly form a second movement unit 41, in which second movement unit 41 a total of six shuttle units 16 form the above-described work unit 42 and are preferably moved jointly and synchronously, at least temporarily and in certain areas.
  • second movement unit 41 a total of six shuttle units 16 form the above-described work unit 42 and are preferably moved jointly and synchronously, at least temporarily and in certain areas.
  • a distance 55 between the two long stators 15-1, 15-2 assigned to a transport path 45 can be changed in order to be able to respond to different sizes of the articles 20, in particular to different article widths. This allows the packaging device 1 to be easily repositioned during a product change and thus adapted to new production conditions.
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of a packaging device 1 in a side view
  • Fig. 5 shows the fourth embodiment of the packaging device 1 according to Fig. 4 in a top view.
  • transport also takes place in three transport tracks 45, as described in connection with the embodiment of Fig. 3, to which reference is hereby made.
  • the long stators 15 with the alignment units 12 are arranged below the transport plane for the articles 20 formed by the transport device 7. Accordingly, the long stators 15 with the alignment units 12 are not visible in Fig. 5.
  • a suitable transport device 7 must be provided, on which the articles 20 rest only in certain areas and through which the alignment units 12 can engage the bottom side of the articles 20 in order to set them in rotation for alignment based on the sensor-detected features 25.
  • the transport device 7 can be formed by appropriately slotted mat chains or the transport device 7 can be formed by at least three spaced-apart conveyor chains 46 per transport track 45.
  • the transport device 7 is formed by three spaced conveyor chains 46 per transport track 45, then it is provided that the articles 20 of both rows of three of the article group 21 rest in some areas on the middle conveyor chain 46a and in some areas on an outer conveyor chain 46b.
  • a top-running counterpressure belt 48 may be provided to apply sufficient force for the frictional engagement between the alignment units 12 and the articles 20.
  • Fig. 6 shows a fifth embodiment of a packaging device 1 in a side view
  • Fig. 7 shows the fifth embodiment of the packaging device 1 according to Fig. 6 in a view from above.
  • the electromagnetic direct drive 14 is formed by an air-bearing planar motor system 60, which comprises a flat, horizontally aligned stator plate 61 and associated planar rotors 62, in particular wherein one or more planar rotors 62 move orthogonally aligned below the stator plate 61.
  • the energy fed into the stator plate 61 is converted into a precisely controlled electromagnetic field.
  • all components required to generate and control the field are integrated into the stator plate 61.
  • the planar runners 62 or movers are usually equipped with cuboid-shaped magnets whose magnetization is perpendicular to a plane formed by the stator plate 61 and which are controlled in the X and Y directions with alternating polarity.
  • the movement of the planar runners 62 themselves is achieved by additional magnets arranged parallel to the plane, thus allowing the planar runners 62 to move in the X and Z directions.
  • the number and arrangement of the magnets perpendicular and parallel to a plane formed by the stator plate 61 determines the degrees of freedom and positioning accuracy.
  • the electromagnetic field generated by the stator plate 61 causes the planar rotors 62 to levitate, whereby they move above or below the stator plate 61 depending on the application.
  • the stator plate 61 and the planar rotors 62 are shown in dashed lines for ease of understanding.
  • the planar rotors 62 have a circular circumference.
  • the diameter of the planar rotors 62 essentially corresponds to the diameter of the top side of the articles 20, for example, the diameter of a lid area of cans 22 or the like.
  • An alternative embodiment provides that the diameter of the planar rotors 62 is smaller than the diameter of the top side of the articles 20.
  • article groups 21 divided into multiple lanes are guided past at least one detection means 9 or a plurality of detection means 9, in particular past at least one camera 11 or another suitable sensor unit.
  • the current orientation of the articles 20 within the article group 21 is determined, in particular by detecting certain features 25 of the articles 20.
  • control device 10 calculates a rotation angle for each article 20 of the article group 21 and this angle is transmitted to the planar rotors 62 of the planar motor system 60 or the planar rotors 62 of the planar motor system 60 are controlled accordingly by the control device 10.
  • planar runners 62 of the planar motor system 60 arranged above the transport plane have clamping or pressing units 63, which are moved toward the articles 20 by a vertical lifting movement of the planar runners 62 and thus clamp them between the transport plane and the planar runner 62.
  • clamping or pressing units 63 By a corresponding rotation of the planar runner 62, the articles 20 are rotated about their longitudinal axis 23 into the desired alignment position.
  • planar rotors 62 equipped with clamping or pressing units 63 form the alignment units 12, which are designed to be rotatable about an axis of rotation 13, which axis of rotation 13 is designed perpendicular to a surface formed by the underside of the stator plate 61.
  • a number of planar runners 62 corresponding to the number of articles 20 within an article group 21 form a working unit 42 at least temporarily. It is particularly preferably provided that the working unit moves synchronously with the article group 21 at least temporarily and in certain areas.
  • the alignment units 12 then detach from the articles 20 and move either back to a starting position or to the next article group 21 to be processed.
  • planar motor system 60 it can also be provided to arrange this below a suitably designed transport device 7, analogous to the embodiment of Figures 4 and 5.
  • articles 20 are aligned which have already been compiled into article groups 21 and, if appropriate, have already been combined with a secondary packaging means 30 to form packaging units 27.
  • the use of an electromagnetic direct drive 14 makes it particularly advantageous for the alignment of individual articles 20 within the article groups 21 to take place, while the article groups 21 are continuously conveyed in the transport direction TR by the alignment module 6.
  • Fig. 8 shows a schematic view of an embodiment of a packaging system 100.
  • Articles are fed in a transport direction 50 via an article feed 101.
  • the articles are then separated in a separation module 102 to be examined for damage in an inspection module 103.
  • Defective or faulty items include items with damaged primary packaging, incorrectly filled items, labels that are attached crookedly, and similar items.
  • articles of the article group are aligned based on sensor-detected features and equipped with a secondary packaging material in a packaging module 17, in particular in an application module 18 as previously described in connection with Figures 1 to 7.
  • the arrangement of the dividing module 6 and the packaging module 17 can be interchanged.
  • a plurality of the packaging units produced in this way can be assembled into bundle layers in a grouping module 104.
  • the bundle layers are then arranged on a base in the form of a tray or similar in a transfer module 105.
  • a bundle layer arranged on a tray is wrapped with shrink film in a film wrapping module 106.
  • the shrink film is shrunk in a shrink tunnel 107, forming so-called bulk bundles.
  • Packaging module 18 Application module 20 Article / individual article 21 Article group
  • Packaging unit 22 Can 23 Longitudinal axis of an article 25 Equipment feature 26 Article group with aligned articles / aligned article group 27 Packaging unit 30 Secondary packaging material 31 Packaging blank 32 Upper grip carton packaging 0,40-1 ,40-2 First movement unit 41 Second movement unit 42 Working unit 45 Transport track 46 Conveyor chain 46a Middle conveyor chain b outer conveyor chain 8 counter-pressure belt 0 transport direction 5 distance 0 planar motor system 1 stator plate 2 planar rotor 3 clamping or pressing unit 0 packaging system 1 article infeed 2 separating module 3 inspection module 4 grouping module 5 transfer module 6 film wrapping module 7 shrink tunnel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

Es sind eine Verpackungsvorrichtung (1) und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (27) umfassend mindestens zwei Artikel (20) offenbart. Die Artikel (20) werden hierbei durch ein Sekundärverpackungsmittel (30) zusammengefasst. Die Verpackungsvorrichtung (1) umfasst eine Zuführeinrichtung (2) für Artikelgruppen (21), welche Artikelgruppen (21) aus mindestens zwei Artikeln (20) gebildet werden. Weiterhin umfasst die Verpackungsvorrichtung (1) ein Verpackungsmodul (17) zum Applizieren des Sekundärverpackungsmittels (30) an den mindestens zwei Artikeln (20) und ein Ausrichtmodul (6), welches mindestens eine Transporteinrichtung (7) für die Artikelgruppe (21) umfasst. Das Ausrichtmodul umfasst weiterhin 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) zu übermitteln, Das Ausrichtmodul umfasst weiterhin mindestens eine durch die Steuerungseinrichtung (10) ansteuerbare Ausrichteinheit (12), welche zumindest bereichsweise an einem der Artikel (20) der Artikelgruppe (21) angreift, um diesen auszurichten. Die mindestens eine Ausrichteinheit (12) wird durch einen elektromagnetischen Direktantrieb (14) angetrieben.

Description

Verpackungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Multipacks mit mehreren Getränkebehältern.
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 einerjeweiligen 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 aufgesch rümpft.
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.
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. 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.
Die Offenlegungsschrift DE 102019 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.
Eine solche taktende Arbeitsweise nimmt viel Zeit in Anspruch, was sich negativ auf die Anlagenleistung auswirkt.
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.
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.
Eine erfindungsgemäße Verpackungsvorrichtung dient zur Herstellung von Verpackungseinheiten umfassend mindestens zwei Artikel, welche Artikel durch ein Sekundärverpackungsmittel zu einer Verpackungseinheit zusammengefasst werden.
Die Verpackungsvorrichtung umfasst eine Zuführeinrichtung für Artikelgruppen, welche Artikelgruppen insbesondere durch Zusammenstellungen von mindestens zwei Artikeln gebildet werden.
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.
Ein entsprechendes Einteilmodul kann jedoch auch andere dem Fachmann bekannte geeignete Einteileinrichtungen umfassen.
Besonders bevorzugt werden innerhalb des Einteilmoduls Artikelgruppen aus 2x2 Artikeln, oder 2x3 Artikeln o.ä. gebildet.
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.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Verpackungseinrichtung ein Ausrichtmodul, in welchem die Artikel der Artikelgruppe anhand von Ausstattungsmerkmalen ausgerichtet werden. 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.
Das Ausrichtmodul umfasst mindestens eine Transporteinrichtung für die Artikelgruppe. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Artikel 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 Mattenkette o.ä., um eine Mehrzahl von Führungsschienen, Förderketten o.ä.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Ausrichtmodul mindestens ein Detektionsmittel umfasst. Das mindestens eine Detektionsmittel ist dazu ausgebildet, Ausstattungsmerkmale der Artikel innerhalb der Artikelgruppe zu erfassen und entsprechende Daten an eine Steuerungseinrichtung zu übermitteln.
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.
Durch das mindestens eine Detektionsmittel werden insbesondere Ausstattungsmerkmale von Artikeln ermittelt, welche Artikel die äußeren Seiten der Artikelgruppe bilden. Bei größeren Artikelgruppen beispielsweise umfassend 4x4 Artikel o.ä. sind einige der Artikel derart im Inneren der Artikelgruppe 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.
Das mindestens eine Detektionsmittel wird beispielsweise durch mindestens ein Kamerasystem gebildet, welches die Orientierung von Artikeln der Artikelgruppe erfasst. Insbesondere kann die Anzahl der Detektionsmittel mit der Anzahl der Artikel einer Artikelgruppe korrespondieren und die Detektionsmittel können insbesondere derart innerhalb des Ausrichtmoduls angeordnet sein, dass die Orientierung aller Artikel einer Artikelgruppe zeitgleich oder im Wesentlichen zeitgleich durch die mehreren Detektionsmittel analysiert werden kann. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Artikelgruppe durch eine Reihe aus mindestens zwei Artikel gebildet wird oder wenn die Artikelgruppe durch zwei parallele Reihen gebildet wird, wobei jede der Reihen mindestens zwei Artikel umfasst.
Alternativ kann auch ein einziges Detektionsmittel ausreichen, wenn dieses dazu ausgebildet ist, die Ausstattungsmerkmale aller äußeren Artikel der Artikelgruppe zu erfassen.
Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass nur die Artikel einer Seite der Artikelgruppe 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.
Werden beispielsweise Artikelgruppe 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.
Werden dagegen Artikelgruppen in mehr als zwei Reihen zugeführt, beispielsweise Artikelgruppen umfassend 3x3 Artikel oder 3x4 Artikel o.ä., dann kann es sinnvoll sein vier Detektionsmittel vorzusehen, insbesondere ein Detektionsmittel für jede Seitenfläche der Artikelgruppe.
Die beschriebene Anzahl und Anordnung des mindestens einen Detektionsmittels ist beispielhaft zu verstehen. Der Fachmann kann dies auf andere Artikelgruppen übertragen, beispielsweise auf Artikelgruppen, bei welchen die Artikel in Form einer hexagonalen Kugelpackung zusammengestellt sind. Hierbei kann für jede der sechs Seitenflächen der Artikelgruppe jeweils mindestens ein Detektionsmittel oder jeweils eine Mehrzahl von Detektionsmitteln entsprechend der Anzahl der Artikel der Seitenfläche vorgesehen sein.
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 aufzubringen.
Jeweils eine Ausrichteinheit kann vorzugsweise derart an einem Artikel der Artikelgruppe 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.
Die Ausrichteinheiten sind durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbar und dazu ausgebildet, zumindest bereichsweise an einem der Artikel der Artikelgruppe anzusetzen und diesen auszurichten, insbesondere durch Aufbringen einer Rotationsbewegung, auf den Artikel, wobei dieser um seine Längsachse gedreht wird.
Anhand der sensorisch ermittelten Daten werden durch die Steuerungseinrichtung Drehwinkel für die auszurichtenden Artikel der Artikelgruppe berechnet. Der Drehwinkel gibt an, welche Drehung jeweils notwendig ist, um den jeweiligen Artikel innerhalb der Artikelgruppe 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. 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.
Bei der Verpackungsvorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass das Ausrichtmodul mindestens einen elektromagnetischen Direktantrieb für die mindestens eine Ausrichteinheit umfasst.
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 Artikelgruppe 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 Artikelgruppe aufsynchronisiert und zeitweise und bereichsweise gemeinsam synchron durch das Ausrichtmodul bewegt, wobei ein Ausrichten der Artikel anhand der sensorisch ermittelten Daten erfolgt.
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 Artikelgruppen übereinstimmt. Wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Detektionsmittel beschrieben, kann es bei größeren Artikelgruppen, bei welchen ein Teil der Artikel von außen nicht sichtbar innerhalb der Artikelgruppe angeordnet sind, ausreichen, wenn nur die jeweils äußeren und somit sichtbaren Artikel der Artikelgruppe entsprechend ausgerichtet werden. Dementsprechend können geeignete Arbeitseinheiten eine Anzahl und Anordnung von Ausrichteinheiten aufweisen, die mit der Anzahl und Anordnung der äußeren Artikel einer Artikelgruppe korrespondieren.
Analog gilt dies, wenn nur die Ausrichtung der Artikel einer Seitenfläche der Artikelgruppe oder der Artikel eines Teils der Seitenflächen der Artikelgruppe gewünscht wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der elektromagnetische Direktantrieb durch mindestens ein Langstatorsystem gebildet wird, welches einen Langstator und eine Mehrzahl von mindestens zwei am Langstator angeordneten Shuttleeinheiten umfasst.
Die Shuttleeinheiten werden zumindest bereichsweise geradlinig entlang des Langstators bewegt. Eine Ausführungsform des Langstators kann vorsehen, dass dieser derart ausgebildet ist, dass die Shuttleeinheiten umlaufend am Langstator bewegt werden können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Shuttleelemente als Ausrichteinheit ausgebildet sind und eine Drehachse aufweisen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der mindestens eine Langstator oberhalb einer durch die Transporteinrichtung gebildeten Transportebene für die Artikel angeordnet ist. Die als Ausrichteinheit ausgebildeten Shuttleeinheiten setzen von oben auf die Artikel der Artikelgruppe auf und kontaktieren die Artikel beispielsweise über Reibschluss. Alternativ kann vorgesehen sein, dass an der Unterseite der Shuttleeinheiten Klemmmittel zum zeitweisen Fixieren der Artikel vorgesehen sind.
Während die Artikel und die am Artikel festgesetzten Shuttleeinheiten in Transportrichtung weiterbewegt werden, kann auf den jeweilig an einer Shuttleeinheit festgelegten Artikel kontrolliert eine Drehung um den berechneten Drehwinkel aufgebracht werden, um die Ausstattungsmerkmale des jeweiligen Artikels in gewünschter Weise auszurichten.
Anschließend wird der Kontakt zwischen dem Artikel und der Shuttleeinheit gelöst, insbesondere durch Aufheben des Reibschlusses oder der Klemmung o.ä. und die Artikelgruppe wird der weiteren Handhabung in weiteren Handhabungsmodulen der Verpackungsvorrichtung zugeführt. Beispielsweise wird die Artikelgruppe mit den ausgerichteten Artikeln einem nachfolgend noch zu beschreibendem Verpackungsmodul zugeführt.
Die Shuttleeinheiten können jeweils einzeln und unabhängig voneinander am Langstator entlang bewegt werden. Bevorzugt ist jedoch zumindest zum Ausrichten der Artikel zeitweise und bereichsweise eine gemeinsame Bewegung einer eine Arbeitseinheit bildenden Mehrzahl von Shuttleeinheiten vorgesehen.
Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass der mindestens eine Langstator mit den Shuttleeinheiten unterhalb der Transportebene für die Artikel angeordnet ist.
In diesem Fall muss eine geeignete Transporteinrichtung für die Artikelgruppen vorgesehen sein, auf welcher die auszurichtenden Artikel nur bereichsweise aufstehen und durch welche Transporteinrichtung hindurch die Ausrichteinheiten an der Bodenseite der Artikel angreifen können, um diese zur Ausrichtung anhand der sensorisch erkannten Ausstattungsmerkmale in Rotation zu versetzen. Beispielsweise kann die Transporteinrichtung durch eine entsprechend geschlitzte Mattenkette gebildet werden.
Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass Transporteinrichtung durch mindestens zwei voneinander beabstandete Förderketten gebildet wird. Insbesondere ist eine durch zwei beabstandete Förderketten gebildete Transporteinrichtung für die Bearbeitung von Artikelgruppen 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 Förderketten notwendig. Insbesondere kann bei zwei nebeneinander angeordneten Artikeln vorgesehen sein, dass jeder der Artikel bereichsweise auf einer mittleren Förderkette aufsteht und dass zudem jeder der Artikel bereichsweise auf einer äußeren Förderkette aufsteht. Die mittlere Förderkette kann hierbei eine größere Breite aufweisen als die äußeren Förderketten. Alternativ können mittig auch zwei Förderketten angeordnet sein, die jeweils dieselbe Breite wie die äußeren Förderketten aufweisen können, wobei die beiden mittigen Förderketten vorzugsweise aneinandergrenzend angeordnet sind.
In diesem Fall ist vorgesehen, dass die Ausrichteinheiten von unten durch die Öffnung zwischen den Förderketten an der Unterseite der Artikel angreifen und diese mit einer entsprechenden Drehung beaufschlagen. Um eine ausreichende Kraft für den Reibschluss zwischen den Ausrichteinheiten und den Artikeln aufzubringen, kann oberhalb der Transportfläche ein umlaufendes Gegendruckband vorgesehen sein. Alternativ können die Ausrichteinheiten Klemmmittel für die Artikel vorsehen, welche Klemmmittel beispielsweise aktiv lösbar ausgebildet sind oder welche Klemmmittel passiv lösbar ausgebildet sind, wobei die Klemmung beispielsweise aufgehoben wird, wenn die Ausrichteinheit nach unten abgesenkt wird.
Werden die Artikelgruppen durch eine Mehrzahl von in mehreren Parallelreihen angeordneten Artikeln gebildet, dann ist insbesondere vorgesehen, dass je Artikelreihe ein Langstator mit Shuttleeinheiten oberhalb oder unterhalb der Transportebene angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang kann vorzugsweise vorgesehen werden, dass ein Abstand zwischen mehreren 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.
Durch die Verwendung mehrerer paralleler Langstatoren kann weiterhin eine mehrbahnige, parallele Verarbeitung von mehreren Artikelgruppen erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform kann die Verwendung eines Planarmotorsystems vorsehen, welches insbesondere durch eine Statorplatte und mindestens zwei Planarläuferelemente umfasst. Besonders bevorzugt umfasst das Planarmotorsystem eine Mehrzahl von Planarläuferelementen.
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.
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.
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.
Das durch die Statorplatte erzeugte elektromagnetische Feld bringt die Planarläuferelemente zum Schweben, wobei sich diese je nach Anwendungsfall oberhalb oder unterhalb einer horizontal ausgereichteten Statorplatte oder seitlich neben einer vertikal ausgerichteten Statorplatte bewegen.
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.
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.
Die Planarläuferelemente eines oberhalb der Transportebene angeordneten Planarmotorsystems verfügen beispielsweise über Klemm- oder Andrückeinheiten, die durch eine Vertikalhubbewegung der Planarläuferelemente an die Artikel herangeführt werden und diese somit klemmend zwischen der Transportebene und dem Planarläuferelement fixieren. Durch eine entsprechende Rotation des Planarläuferelements werden die Artikel um ihre Längsachse in die gewünschte Ausrichtposition gedreht.
Insbesondere bilden die mit Klemm- oder Andrückeinheiten ausgestatteten Planarläuferelemente somit die Ausrichteinheiten des Ausrichtmoduls, welche Ausrichteinheiten dazu ausgebildet sind, eine Rotation der Artikel um eine Drehachse zu bewirken. Die Drehachse ist hierbei senkrecht zu einer durch die Unterseite der Statorplatte gebildeten Fläche ausgebildet.
Vorzugsweise bilden eine Anzahl von Planarläuferelementen, die mit der Anzahl der Artikel innerhalb einer Artikelgruppe korrespondiert, zumindest zeitweise eine Arbeitseinheit. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Arbeitseinheit zumindest zweitweise und bereichsweise synchron mit der Artikelgruppe mitbewegt. Bei mehrreihigen Artikelgruppen kann vorgesehen sein, dass nur Planarläuferelemente für die jeweils äußeren Artikel der Artikelgruppe vorgesehen sein, da ein Ausrichten der inneren Artikel nicht notwendig bzw. sinnvoll ist.
Anschließend lösen sich die Ausrichteinheiten wieder von den Artikeln und bewegen sich entweder zurück in eine Startposition oder zur nächsten Artikelgruppe.
Zur Anpassung an unterschiedliche Artikelhöhen kann das Planarmotorsystem höhenverstellbar ausgebildet sein, insbesondere kann die Höhe der Statorplatte oberhalb der Transportebene für die Artikel eingestellt werden.
Unter Verwendung einer geeigneten, teilweise mit Öffnungen ausgebildetet Transporteinrichtung wäre auch die Verwendung eines unterhalb der Transportebene angeordneten Planarmotorsystems realisierbar.
Die Verwendung eines Planarmotorsystems ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Lösung zum Ausrichten von Artikeln, da die Planarläuferelemente alle notwendigen Freiheitsgrade der Bewegung bereitstellen. Zudem sind in diesem Fall keine mechanischen Führungen und aufwendige Anordnungen von Antrieben notwendig. Insbesondere entfallen Verkabelungen bzw. Kabelführungen zu den Ausrichteinheiten.
Ein besonderer Vorteil bei Verwendung eines Planarmotorsystems besteht zudem in dessen geringer Bauhöhe, da alle Achsen in einer Ebene ausgebildet sind. Zudem ist die Einbaulage der Statorplatte frei im Raum wählbar. Ein solches System zeichnet sich durch eine hohe Dynamik und hohe Geschwindigkeitskonstanz aus. Vorteilhaft ist auch, dass die Planarläuferelemente selbst drehbar sind, so dass diese ohne weitere Zusatzeinrichtungen bereits die Ausrichteinheiten mit Drehachse ausbilden können.
Elektromagnetische Direktantriebe, insbesondere Systeme umfassend einen Langstator oder ein Planarmotorsystem ermöglichen zudem hohe Beschleunigungen und Verfahrgeschwindigkeiten.
Eine vermittels elektromagnetischen Direktantriebs angetriebene Ausrichtung von Artikeln kann in einfacher Weise als ein Funktionsmodul in Verpackungsmaschinen integriert werden.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von elektromagnetischen Direktantrieben besteht darin, dass diese besonders verschleißarm arbeiten, wodurch Wartungs- und Betriebskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Verfügbarkeit gesenkt werden können. Weiterhin ist vorteilhaft, dass stationäre Detektionsmittel zur Ermittlung der Ausrichtposition verwendet werden können.
Die Verwendung eines elektromagnetischen Direktantriebs ermöglicht in besonders vorteilhafter weise, dass das Ausrichten einzelner Artikelinnerhalb der Artikelgruppen stattfinden kann, während die Artikelgruppen kontinuierlich in einer Transportrichtung durch das Ausrichtmodul befördert werden.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass mit den dargestellten Systemen jeweils ein Mischbetrieb erfolgen kann, in welchem unterschiedliche Artikelgruppen bearbeitet werden können, ohne dass die Verpackungsvorrichtung umgerüstet werden muss.
Unter unterschiedlichen Artikelgruppen versteht man in diesem Fall Artikelgruppen, die aus den gleichen Artikeln gebildet werden, jedoch jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Artikeln umfassen, beispielsweise Zweiergruppen, Vierergruppen, Sechsergruppen und/oder Achtergruppen.
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 Artikelgruppe zu erkennen.
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 Artikelgruppe anhand von Ausstattungsmerkmalen als auch die Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der Artikelgruppe ermittelt.
Aus den Daten zur Anzahl und Anordnung der Artikel innerhalb der Artikelgruppe berechnet die Steuerungseinrichtung die Anordnung der Shuttleelemente oder der Planarläuferelemente zur Ausbildung von Arbeitseinheiten umfassend die mit der Artikelanzahl korrespondierende Anzahl an Shuttleelementen oder Planarläuferelementen.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung kann vorsehen, dass das Ausrichtmodul in einer Transportrichtung der Artikel durch die Verpackungsvorrichtung dem Verpackungsmodul vorgeordnet ist. Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung kann dagegen vorsehen, dass das Ausrichtmodul in einer Transportrichtung der Artikel durch die Verpackungsvorrichtung dem Verpackungsmodul nachgeordnet ist. 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 festzusetzen, dass die Artikel bereichsweise durch Öffnungen des Verpackungszuschnitts hindurchtretend angeordnet werden, wobei der Verpackungszuschnitt zumindest bereichsweise zwischen den Artikeln angeordnet wird.
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.
Erfolgt das Ausrichten von Artikeln der Artikelgruppe vor dem Zusammenfassen mit dem Verpackungsmittel, dann sind die Artikel von oben in der Regel gut zugänglich. Durch eine geeignete Ausbildung der Transporteinrichtung kann zudem eine zumindest bereichsweise Zugänglichkeit der Artikel von unten hergestellt werden.
In diesem Fall kann ein nachfolgend angeordnetes Verpackungsmodul beispielsweise auch als Schrumpfmodul ausgebildet sein. Ein Schrumpfmodul umfasst mindestens ein Folieneinschlagmodul und einen Schrumpftunnel. Im Folieneinschlagmodul wird ein Folienabschnitt um die Artikelgruppe mit den ausgerichteten Artikeln herum angeordnet. Der Folienabschnitt wird nachfolgend im Schrumpftunnel auf die ausgerichtete Artikelgruppe unter Ausbildung einer Verpackungseinheit aufgesch rümpft. In dem dadurch gebildeten Schrumpfgebinde sind die Artikel im Wesentlichen drehsicher zusammengefasst und zudem nicht mehr für Ausrichteinheiten einfach zugänglich.
Erfolgt dagegen ein Zusammenfassen mit dem Verpackungsmittel vor dem Ausrichten der Artikel, dann ist nur die Verwendung von Verpackungsmitteln möglich, die noch eine relative Bewegung der Artikel gegeneinander ermöglichen, insbesondere eine Drehbewegung der Artikel um ihre jeweilige Längsachse. Zudem müssen die Artikel für die Ausrichteinheiten zugänglich sein.
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.
Auch ist vorstellbar, dass die Getränkeverpackungsanlage beispielsweise ein Blasformmodul zur Herstellung von PET- Flaschen umfasst, welche nachfolgend befüllt, verschlossen und etikettiert werden.
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.
Beispielsweise werden mehrere Artikel zu Artikelgruppen zusammengestellt, welche mit einem Verpackungsmittel zusammengefasst werden, wobei vor oder nach dem Zusammenfassen mit dem Verpackungsmittel ein Ausrichten der Artikel erfolgt, wie es oben ausführlich beschrieben worden ist.
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.
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.
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.
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. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten, wobei mindestens zwei Artikel durch ein Sekundärverpackungsmittel zusammengefasst werden. Hierbei werden Artikelgruppen gebildet. Mindestens ein Ausstattungsmerkmal von Artikeln der Artikelgruppe wird sensorisch erfasst und die ermittelten Daten werden an eine Steuerungseinrichtung übermittelt.
Anhand der erfassten Daten wird durch die Steuerungseinrichtung ein Drehwinkel berechnet und es werden Ausrichteinheiten angesteuert. Die Ausrichteinrichtungen werden über einen elektromagnetischen Direktantrieb angetrieben.
Bei dem Verfahren ist weiterhin vorgesehen, dass die Applikation des Sekundärverpackungsmittels vor oder nach dem Ausrichten von Artikeln der Artikelgruppe erfolgt.
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.
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.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in einer Darstellung von oben.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung.
Fig. 5 zeigt die vierte Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung gemäß Fig. 4 in einer Darstellung von oben.
Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung in seitlicher Darstellung.
Fig. 7 zeigt die fünfte Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung gemäß Fig. 6 in einer Darstellung von oben.
Fig. 8 zeigt in schematischer Ansicht eine Ausführungsform einer Verpackungsanlage.
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.
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.
Die schematische Ansicht der Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher Darstellung.
Die Verpackungsvorrichtung 1 dient zur Herstellung von Verpackungseinheiten umfassend mindestens zwei Artikel 20, welche durch ein Sekundärverpackungsmittel 30 zusammengefasst werden. 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, 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.
Das Einteilmodul 3 kann jedoch auch andere dem Fachmann bekannte geeignete Einteileinrichtungen umfassen.
Besonders bevorzugt werden in dem Einteilmodul 3 Artikelgruppen 21 aus 2x2 Artikeln 20 oder 2x3 Artikeln 20 gebildet.
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.
Weiterhin umfasst die Verpackungseinrichtung 1 ein Ausrichtmodul 6, in welchem die Artikel 20 der Artikelgruppe 21 anhand von Ausstattungsmerkmalen 25 ausgerichtet werden. 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.
Das Ausrichtmodul 6 umfasst mindestens eine Transporteinrichtung 7 für die Artikelgruppe 21. Beispielsweise wird die Transporteinrichtung 7 durch eine umlaufend ausgebildete Mattenkette 8 gebildet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Artikel 20 auf der Transporteinrichtung 7 aufstehend angeordnet sind und stehend in Transportrichtung TR bewegt werden. Weiterhin umfasst das Ausrichtmodul 6 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 der Ausrichtmoduls 6 zu übermitteln.
Das mindestens eine Detektionsmittel 9 wird beispielsweise durch mindestens ein Kamerasystem 11 gebildet, welches die Orientierung der Artikel 20 erfasst, beispielsweise die Orientierung der in Fig. 1 dargestellten Dosen 22. 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 werden kann. Alternativ kann auch ein einziges Detektionsmittel 9 ausreichen, wenn dieses dazu ausgebildet ist, die Ausstattungsmerkmale 25 aller Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 zu erfassen.
Werden beispielsweise Artikelgruppen 21 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 Artikelgruppen in mehr als zwei Reihen zugeführt, beispielsweise Artikelgruppen 21 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 Artikelgruppe 21.
Anhand der sensorisch ermittelten Daten werden Drehwinkel berechnet, welche jeweils notwendig sind, um die Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 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.
Das Ausrichtmodul 6 umfasst weiterhin eine Mehrzahl von durch die Steuerungseinrichtung 10 ansteuerbare Ausrichteinheiten 12, welche Ausrichteinheiten 12 insbesondere um eine Drehachse 13 drehbar ausgebildet sind. Die Ausrichteinheiten 12 werden derart an den Artikeln 20 angeordnet, dass die Drehachse 13 der jeweiligen Ausrichteinheit 12 mit der Längsachse 23 des Artikels zusammenfällt.
Es 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.
Hierbei werden die Ausrichteinheiten 12 zumindest bereichsweise geradlinig entlang des Langstators 15 bewegt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeweils eine Anzahl an Ausrichteinheiten 12 entsprechend der Anzahl der Artikel 20 innerhalb einer Artikelgruppe 21 als Arbeitseinheit 42 zusammengefasst sind und zumindest zeitweise und bereichsweise gemeinsam entlang des elektromagnetischen Langstators 15 bewegt werden. Besonders bevorzugt befinden sich die als Arbeitseinheit 42 zusammengefassten Ausrichteinheiten 12 in derselben Anordnung wie die Artikel 20 innerhalb einer Artikelgruppe 21.
Der Langstator 15 ist oberhalb der durch die Transporteinrichtung 7 gebildeten Transportebene für die Artikel 20 angeordnet. Die Ausrichteinheiten 12 werden durch am Langstator 15 angeordnete Shuttleeinheiten 16 gebildet. Auf den Shuttleeinheiten 16 sitzt die Drehachse 13, welche auf die Artikel 20 von oben aufsetzt und diese über Reibschluss kontaktiert. Nunmehr kann auf die Artikel 20 der Artikelgruppe 21 jeweils kontrolliert eine Drehung um einen berechneten Drehwinkel aufgebracht werden, um die Ausstattungsmerkmale 25 der jeweiligen Artikel 20 in gewünschter Weise auszurichten.
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.
Die Artikelgruppen 21 werden kontinuierlich durch das Ausrichtmodul 6 bewegt, wobei sich die Ausrichteinheiten 12 auf die Artikel 20 der Artikelgruppen 21 aufsynchronisieren. Das Ausrichten der Artikel 20 erfolgt somit insbesondere, während diese im Rahmen einer Artikelgruppe 21 kontinuierlich in Transportrichtung TR durch das Ausrichtmodul 6 bewegt werden.
Die Artikelgruppen 21 mit den nunmehr ausgerichteten Artikeln 20 werden zur Unterscheidung mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet. Die ausgerichtete Artikelgruppe 26 wird einem Verpackungsmodul 17 zugeführt. In dem Verpackungsmodul 17 werden die Artikel 20 der ausgerichteten Artikelgruppe 26 mit einem Sekundärverpackungsmittel 30 zu einer Verpackungseinheit 27 zusammengefasst. 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 von Dosen 22 werden diese durch eine obere Greifkartonverpackung 32 über ihre Deckelbereiche zusammengefasst.
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.
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.
Eine geeignete obere Greifkartonverpackung 32 besteht vorzugsweise aus einem Kartonmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Karton-Kunststoffverbundmaterial o.ä.
Alternativ kann es sich bei dem Verpackungsmodul 17 um ein Umreifungsmodul oder um ein Schrumpfmodul handeln. In einem Umreifungsmodul wird mindestens ein Umreifungsband um die nach außen weisenden Außenmantelflächen der ausgerichteten Artikelgruppe gespannt. Die freien Endbereiche des Umreifungsbands werden hierbei miteinander verbunden, so dass eine geschlossene Umreifung entsteht. Ein Schrumpfmodul umfasst mindestens ein Folieneinschlagmodul und einen Schrumpftunnel. Im Folieneinschlagmodul wird ein Folienabschnitt um die ausgerichtete Artikelgruppe 26 herum angeordnet. Der Folienabschnitt wird nachfolgend im Schrumpftunnel auf die ausgerichtete Artikelgruppe 26 unter Ausbildung einer Verpackungseinheit 27 aufgeschrumpft.
Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher und schematischer Darstellung. Hierbei wird gezeigt, dass das Ausrichten der Artikel 20 in einigen Fällen auch erst nach dem Aufbringen des Sekundärverpackungsmittels 30 erfolgen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Oberseite oder die Unterseite der Artikel 20 noch zugänglich ist und wenn die durch das Sekundärverpackungsmittel 30 zusammengefassten Artikel 20 noch um ihre eigene Längsachse 23 drehbeweglich innerhalb der Verpackungseinheit angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Artikel 20 mit einem Verpackungszuschnitt 31 zusammengefasst werden, welcher die Oberseiten der Artikel 20 nicht abdeckt oder wenn die Artikel 20 mit einer Umreifung zusammengefasst werden.
Bezüglich der Funktionsweise des Ausrichtmoduls 6 wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.
Die Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in einer Darstellung von oben. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um eine Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei eine dreibahnige Verarbeitung von Artikelgruppen 21 erfolgt. Die Artikelgruppen werden hierbei aus jeweils sechs Artikeln 20 gebildet, die in zwei parallelen Dreierreihen angeordnet sind.
Je Transportbahn 45 sind jeweils zwei Langstatoren 15, 15-1, 15-2 mit als Ausrichteinheiten 12 ausgebildeten Shuttleeinheiten 16 vorgesehen. Die Shuttleeinheiten 16 werden an jedem Langstator 15 derart bewegt, dass immer drei Shuttleeinheiten 16-1 bzw. 16-2 an einem Langstator 15 eine erste Bewegungseinheit 40, 40-1 , 40-2 bilden. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine erste Bewegungseinheit 40-1 am ersten Langstator 15-1 jeder Transportbahn 45 und eine erste Bewegungseinheit 40-2 am zweiten Langstator 15-2 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. Zur Funktionsweise des Ausrichtmoduls 6 wird auf die Figurenbeschreibung von Fig. 1 verwiesen.
Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen werden, dass ein Abstand 55 zwischen den beiden, einer Transportbahn 45 zugeordneten Langstatoren 15-1 , 15-2 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.
Die Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher Darstellung und Fig. 5 zeigt die vierte Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 4 in einer Darstellung von oben. In diesem Fall erfolgt ebenfalls ein Transport in drei Transportbahnen 45, wie er im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 3 beschrieben worden ist, auf die hiermit verwiesen wird.
Im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen sind die Langstatoren 15 mit den Ausrichteinheiten 12 unterhalb der durch die Transporteinrichtung 7 gebildeten Transportebene für die Artikel 20 angeordnet. Dementsprechend sind die Langstatoren 15 mit den Ausrichteinheiten 12 in Fig. 5 nicht sichtbar.
In diesem Fall muss eine geeignete Transporteinrichtung 7 vorgesehen sein, auf welcher die Artikel 20 nur bereichsweise aufstehen und durch welche Transporteinrichtung 7 hindurch die Ausrichteinheiten 12 an der Bodenseite der Artikel 20 angreifen können, um diese zur Ausrichtung anhand der sensorisch erkannten Ausstattungsmerkmale 25 in Rotation zu versetzen. Beispielsweise kann die Transporteinrichtung 7 durch entsprechend geschlitzte Matten ketten gebildet werden oder die Transporteinrichtung 7 wird je Transportbahn 45 durch mindestens drei voneinander beabstandete Förderketten 46 gebildet.
Wird die Transporteinrichtung 7 durch drei beabstandete Förderketten 46 je Transportbahn 45 gebildet, dann ist vorgesehen, dass die Artikel 20 beider Dreiherreihen der Artikelgruppe 21 bereichsweise auf der mittleren Förderkette 46a und bereichsweise auf einer äußeren Förderkette 46b aufstehen. 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.
Die Anordnung von jeweils zwei Langstatoren 15 je Transportbahn 45 unterhalb der Transportfläche kann hierbei analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erfolgen.
In Bezug auf weitere Eigenschaften des Ausrichtmoduls 6 und des Verpackungsmoduls 17 wird auf die Figurenbeschreibung zu den Figuren 1 bis 3 verwiesen.
Auch bei der Ausführungsform, bei welcher die Ausrichteinheiten 12 von unten an die Artikel 20 angreifen, kann analog zur Ausführungsform der Fig. 2 vorgesehen sein, dass das Ausrichten erst nach dem Zusammenfassen der Artikel 20 über ein Sekundärverpackungsmittel 30 erfolgt.
Die Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Verpackungsvorrichtung 1 in seitlicher Darstellung und Fig. 7 zeigt die fünfte Ausführungsform der Verpackungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 6 in einer Darstellung von oben.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform wird der elektromagnetischen Direktantrieb 14 durch ein luftgelagertes Planarmotorsystem 60 gebildet, welches eine flächige, horizontal ausgerichtete Statorplatte 61 und zugeordnete Planarläufer 62 umfasst, insbesondere wobei sich ein oder mehrere Planarläufer 62 orthogonal ausgerichtet unterhalb der Statorplatte 61 bewegen.
Die in die Statorplatte 61 eingespeiste Energie wird in ein präzise geregeltes, elektromagnetisches Feld umgewandelt. Vorzugsweise sind alle zur Erzeugung und Regelung des Feldes benötigten Komponenten in die Statorplatte 61 integriert.
Die Planarläufer 62 bzw. Mover sind mit meist quaderförmigen Magneten ausgestattet, deren Magnetisierung senkrecht auf einer durch die Statorplatte 61 gebildeten Ebene steht und die in X- und Y-Richtung mit abwechselnder Polarität angesteuert wird. Die Bewegung der Planarläufer 62 selbst erfolgt durch weitere Magnete, die parallel zur Ebene angeordnet sind und so die Planarläufer 62 in X- und Z-Richtung fahren lassen. Die Anzahl und Anordnung der Magnete senkrecht und parallel zur einer durch die Statorplatte 61 gebildeten Ebene bestimmt die Freiheitsgrade und Positionierungsgenauigkeit. Das durch die Statorplatte 61 erzeugte elektromagnetische Feld bringt die Planarläufer 62 zum Schweben, wobei sich diese je nach Anwendungsfall oberhalb oder unterhalb der Statorplatte 61 bewegen.
In Fig. 7 sind die Statorplatte 61 und die Planarläufer 62 zur Erleichterung des Verständnisses gestrichelt dargestellt. Die Planarläufer 62 weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel einen kreisrunden Umfang auf. Beispielsweise entspricht der Durchmesser der Planarläufer 62 m Wesentlichen dem Durchmesser der Oberseite der Artikel 20, beispielsweise dem Durchmesser eines Deckelbereichs von Dosen 22 o.ä.. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Durchmesser der Planarläufer 62 geringer ist als der Durchmesser der Oberseite der Artikel 20.
Wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 beschrieben, werden mehrbahnig eingeteilte Artikelgruppen 21 an mindestens einem Detektionsmittel 9 oder an einer Mehrzahl von Detektionsmitteln 9 vorbei geführt, insbesondere an mindestens einer Kamera 11 oder einer anderen geeigneten Sensoreinheit. Dabei wird die aktuelle Ausrichtung der Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 bestimmt, insbesondere durch Detektion bestimmter Ausstattungsmerkmale 25 der Artikel 20.
Anhand von Vergleichsbildern oder Referenzpunkten o.ä. wird durch die Steuerungseinrichtung 10 für jeden Artikel 20 der Artikelgruppe 21 ein Drehwinkel errechnet und dieser wird an die Planarläufer 62 des Planarmotorsystems 60 übermittel bzw. die Planarläufer 62 des Planarmotorsystems 60 werden durch die Steuerungseinrichtung 10 entsprechend angesteuert.
Die Planarläufer 62 des oberhalb der Transportebene angeordneten Planarmotorsystems 60 verfügen über Klemm- oder Andrückeinheiten 63, die durch eine Vertikalhubbewegung der Planarläufer 62 an die Artikel 20 herangeführt werden und diese somit klemmend zwischen der Transportebene und dem Planarläufer 62 fixieren. Durch eine entsprechende Rotation des Planarläufers 62 werden die Artikel 20 um ihre Längsachse 23 in die gewünschte Ausrichtposition gedreht.
Insbesondere bilden die mit Klemm- oder Andrückeinheiten 63 ausgestatteten Planarläufer 62 die Ausrichteinheiten 12, die um eine Drehachse 13 drehbar ausgebildet sind, welche Drehachse 13 senkrecht zu einer durch die Unterseite der Statorplatte 61 gebildeten Fläche ausgebildet ist. Vorzugsweise bilden eine Anzahl von Planarläufern 62, die mit der Anzahl der Artikel 20 innerhalb einer Artikelgruppe 21 korrespondiert zumindest zeitweise eine Arbeitseinheit 42. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Arbeitseinheit zumindest zweitweise und bereichsweise synchron mit der Artikelgruppe 21 mitbewegt.
Anschließend lösen sich die Ausrichteinheiten 12 wieder von den Artikeln 20 und bewegen sich entweder zurück in eine Startposition oder zur nächsten zu bearbeitenden Artikelgruppe 21.
Zur Anpassung an unterschiedliche Artikelhöhen kann das Planarmotorsystem 60 höhenverstellbar ausgebildet sein, was durch den Pfeil in Fig. 6 angedeutet ist. Insbesondere ist die Statorplatte 61 höhenverstellbar innerhalb des Ausrichtmoduls 6 ausgebildet.
Auch bei der Ausführungsform mit Planarmotorsystem 60 kann vorgesehen sein, dieses analog zur Ausführungsform der Figuren 4 und 5 unterhalb einer geeignet ausgebildeten Transporteinrichtung 7 anzuordnen.
Auch bei der Ausführungsform mit Planarmotorsystem 60 kann analog zur Ausführungsform der Fig. 2 vorgesehen sein, dass das Ausrichten erst nach dem Zusammenfassen der Artikel 20 mit einem Sekundärverpackungsmittel 30 erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist bei allen in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsformen, dass stationäre Detektionsmittel 9 zur Ermittlung der Ausrichtposition verwendet werden können.
Insbesondere bei Verwendung eines in den Figuren 6 und 7 dargestellten Planarmotorsystems 60 sind die notwendigen Freiheitsgrade der Bewegung in den Planarläufern 62 vorhanden, da in diesem Fall keine mechanischen Führungen und aufwendige Anordnungen von Antrieben notwendig sind. Insbesondere entfallen hierbei Verkabelungen bzw. Kabelführungen zu den Ausrichteinheiten 12.
Eine derartige Ausrichtung von Artikeln 20 kann in einfacher Weise als ein Funktionsmodul in Verpackungsmaschinen integriert werden.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von elektromagnetischen Direktantrieben 14 besteht darin, dass diese besonders verschleißarm arbeiten, wodurch Wartungs- und Betriebskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Verfügbarkeit gesenkt werden können Ein weiterer Vorteil bei Verwendung eines Planarmotorsystems 60 besteht in dessen geringer Bauhöhe, da alle Achsen in einer Ebene ausgebildet sind. Zudem ist die Einbaulage der Statorplatte 61 frei im Raum wählbar. Ein solches System zeichnet sich zudem durch eine hohe Dynamik und hohe Geschwindigkeitskonstanz aus. Vorteilhaft ist auch, dass die Planarläufer 62 selbst drehbar sind, so dass die Planarläufer 62 ohne weitere Zusatzeinrichtungen bereits die Ausrichteinheiten 12 mit Drehachse 13 ausbilden können.
Vorteilhaft ist bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen, dass ein Mischbetrieb erfolgen kann, in welchem unterschiedliche Artikelgruppen 21 bearbeitet werden können, ohne dass die Verpackungsvorrichtung 1 umgerüstet werden muss.
Unter unterschiedlichen Artikelgruppen versteht man in diesem Fall Artikelgruppen 21, die aus den gleichen Artikeln 20 gebildet werden, jedoch jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Artikeln 20 umfassen, beispielsweise Zweiergruppen, Vierergruppen, Sechsergruppen und/oder Achtergruppen.
Dem Ausrichtmodul 6 vorgeordnet oder im Eingangsbereich des Ausrichtmoduls 6 ist ein zweites Detektionsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen, welches die Anzahl und Anordnung der Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 erkennt. Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass das erste Detektionsmittel 9 sowohl die Ausrichtung der Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 als auch die Anzahl und Anordnung der Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 erkennt.
Aus den Daten zur Anzahl und Anordnung der Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppe 21 berechnet die Steuerungseinrichtung 10 die Anordnung der Shuttleeinheiten 16 zur Ausbildung von ersten Bewegungseinheiten 40 und zweiten Bewegungseinheiten 41 (vergleiche Fig. 3).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform berechnet die Steuerungseinheit 10 die Anordnung der Planarläufer 62 des Planarmotorsystems 60, insbesondere zur Ausbildung von geeigneten Arbeitseinheiten 42.
Bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass Artikel 20 ausgerichtet werden, die bereits zu Artikelgruppen 21 zusammengestellt und gegebenenfalls bereits mit einem Sekundärverpackungsmittel 30 zu Verpackungseinheiten 27 zusammengefasst sind. Die Verwendung eines elektromagnetischen Direktantriebs 14 ermöglicht in besonders vorteilhafter weise, dass das Ausrichten einzelner Artikel 20 innerhalb der Artikelgruppen 21 stattfinden kann, während die Artikelgruppen 21 kontinuierlich in Transportrichtung TR durch das Ausrichtmodul 6 befördert werden.
Sowohl Systeme umfassend einen Langstator 15 als auch Planarmotorsysteme 60 ermöglichen hierbei hohe Beschleunigungen und Verfahrgeschwindigkeiten.
Die Fig. 8 zeigt in schematischer Ansicht eine Ausführungsform einer Verpackungsanlage 100. 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.
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.
Nachfolgend werden die Artikel in einem Einteilmodul 3 zu Artikelgruppen zusammengestellt. In einem Ausrichtmodul 6 werden Artikel der Artikelgruppe anhand sensorisch erfasster Ausstattungsmerkmale ausgerichtet und in einem Verpackungsmodul 17, insbesondere in einem Applikationsmodul 18 wie es im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 7 vorbeschrieben wurde, mit einem Sekundärverpackungsmittel ausgestattet. Die Anordnung von Einteilmodul 6 und Verpackungsmodul 17 kann hierbei vertauscht werden.
Eine Mehrzahl der dabei hergestellten Verpackungseinheiten 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.
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.
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.
Bezuqszeichenliste
1 Verpackungsvomchtung 2 Zuführeinrichtung 3 Einteilmodul 4 umlaufende Zugmittel 5 Einteilstangen 6 Ausrichtmodul 7 T ransporteinrichtung 8 Matten kette 9 (erstes) Detektionsmittel 10 Steuerungseinrichtung 11 Kamerasystem 12 Ausrichteinheit 13 Drehachse 14 elektromagnetischer Direktantrieb 5.15-1 ,15-2 Langstator / Langstator Linearmotor 6.16-1 ,16-2 Shuttleeinheit
17 Verpackungsmodul 18 Applikationsmodul 20 Artikel / Einzelartikel 21 Artikelgruppe
22 Dose 23 Längsachse eines Artikels 25 Ausstattungsmerkmal 26 Artikelgruppe mit ausgerichteten Artikeln / ausgerichtete Artikelgruppe 27 Verpackungseinheit 30 Sekundärverpackungsmittel 31 Verpackungszuschnitt 32 obere Greifkartonverpackung 0,40-1 ,40-2 erste Bewegungseinheit 41 zweite Bewegungseinheit 42 Arbeitseinheit 45 Transportbahn 46 Förderkette 46a mittlere Förderkette b äußere Förderkette 8 Gegendruckband 0 Transportrichtung 5 Abstand 0 Planarmotorsystem 1 Statorplatte 2 Planarläufer 3 Klemm- oder Andrückeinheit0 Verpackungsanlage 1 Artikelzulauf 2 Vereinzelungsmodul 3 Inspektionsmodul 4 Gruppiermodul 5 Transfermodul 6 Folieneinschlagmodul 7 Schrumpftunnel

Claims

Ansprüche
1. Verpackungsvorrichtung (1) zur Herstellung von Verpackungseinheiten (27) umfassend mindestens zwei Artikel (20), welche durch ein Sekundärverpackungsmittel (30) zusammengefasst sind, die Verpackungsvorrichtung (1) umfassend zumindest:
• eine Zuführeinrichtung (2) für Artikelgruppen (21) umfassend mindestens zwei Artikel (20),
• ein Verpackungsmodul (17) zum Applizieren des Sekundärverpackungsmittels (30) an den mindestens zwei Artikeln (20),
• ein Ausrichtmodul (6), welches mindestens eine Transporteinrichtung (7) für die Artikelgruppe (21) umfasst,
• wobei das Ausrichtmodul (6) mindestens ein Detektionsmittel (9) umfasst, welches Detektionsmittel (9) dazu ausgebildet ist, Ausstattungsmerkmale (25) der Artikel (20) zu erfassen und entsprechende Daten an eine Steuerungseinrichtung (10) der Verpackungsvorrichtung (1) zu übermitteln,
• wobei das Ausrichtmodul (6) mindestens eine durch die Steuerungseinrichtung (10) ansteuerbare Ausrichteinheit (12) umfasst, welche zumindest bereichsweise an einem der Artikel (20) der Artikelgruppe (21) angreift, um diesen auszurichten, und
• wobei das Ausrichtmodul (6) mindestens einen elektromagnetischen Direktantrieb (14) für die mindestens eine Ausrichteinheit (12) umfasst.
2. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die Transporteinrichtung (7) und die Ausrichteinheit (12) derart anzusteuern, dass diese zeitweise synchron bewegt werden.
3. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausrichtmodul (6) mindestens eine Arbeitseinheit (42) umfasst, welche Arbeitseinheit (42) aus einer Mehrzahl von Ausrichteinheiten (12) gebildet ist, wobei die Anzahl und Anordnung der Ausrichteinheiten (12) der Arbeitseinheit (42) mit der Anzahl und Anordnung der Artikel (20) innerhalb der Artikelgruppen (21) übereinstimmt.
4. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der elektromagnetische Direktantrieb (14) durch einen Langstatorsystem ausgebildet ist, umfassend einen Langstator (15) und mindestens zwei am Langstator (15) angeordnete Shuttleelemente (16).
5. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Shuttleelemente (16) als Ausrichteinheit (12) ausgebildet sind und eine (48) Drehachse (13) aufweisen.
6. Verpackungsvorrichtung (1) nach 5, wobei das Langstatorsystem oberhalb einer durch die Transporteinrichtung (7) gebildete Transportebene für die Artikel (20) angeordnet ist, oder wobei das Langstatorsystem unterhalb einer durch die Transporteinrichtung (7) gebildete Transportebene für die Artikel (20) angeordnet ist und wobei die Transporteinrichtung (7) zumindest bereichsweise offen ausgebildet ist, so dass die Ausrichteinheiten (12) durch die offenen Bereiche der Transporteinrichtung (7) von unter her an den Artikeln (20) der Artikelgruppe (21) angreifen können, insbesondere wobei oberhalb der durch die Transporteinrichtung (7) gebildete Transportebene ein umlaufendes Gegendruckband angeordnet ist.
7. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elektromagnetische Direktantrieb (14) durch ein Planarmotorsystem (60) umfassend eine Statorplatte (61) und mindestens zwei Planarläuferelemente (62) gebildet ist.
8. Verpackungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Planarläuferelemente (62) die Ausrichteinheiten (12) bilden.
9. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Ausrichtmodul (6) in einer Transportrichtung der Artikel (20) durch die Verpackungsvorrichtung (1) dem Verpackungsmodul (17) vorgeordnet ist oder wobei das Ausrichtmodul (6) in einer Transportrichtung der Artikel (20) durch die Verpackungsvorrichtung (1) dem Verpackungsmodul (17) nachgeordnet ist.
10. Verpackungsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verpackungsmodul (17) ein Applikationsmodul (18) für einen zumindest bereichsweise flächig ausgebildeten Verpackungszuschnitt (31) ist, welches Applikationsmodul (18) dazu ausgebildet ist, den Verpackungszuschnitt (31) mit einer nach unten gerichteten Applikationskraft derart an den Artikeln (20) festzusetzen, dass die Artikel (20) bereichsweise durch Öffnungen des Verpackungszuschnitts (31) hindurchtretend angeordnet sind und dass der Verpackungszuschnitt (31) zumindest bereichsweise zwischen den Artikeln (20) angeordnet ist oder wobei das Verpackungsmodul (17) ein Umreifungsmodul, welches Umreifungsmodul dazu ausgebildet ist, mindestens ein Umreifungsband um die Artikelgruppe (21) zu spannen, so dass das Umreifungsband die nach außen weisenden Außenmantelflächen der Artikel (20) zumindest bereichsweise umgreift.
11. Verfahren zur Herstellung von Verpackungseinheiten (27), wobei mindestens zwei Artikel (20) durch ein Sekundärverpackungsmittel (30) zusammengefasst werden,
• wobei Artikelgruppen (21) gebildet werden,
• wobei mindestens ein Ausstattungsmerkmal (25) mindestens eines Artikels (20) der Artikelgruppe (21) sensorisch erfasst wird,
• wobei die sensorisch ermittelten Daten an eine Steuerungseinrichtung (10) übermittelt werden,
• wobei anhand der erfassten Daten durch die Steuerungseinrichtung (10) ein Drehwinkel berechnet und Ausrichteinheiten (12) angesteuert werden,
• wobei ein oder mehrere Ausrichteinrichtungen (12) über einen elektromagnetischen Direktantrieb (14) angetrieben werden, und
• wobei vor oder nach dem Ausrichten von Artikeln (20) der Artikelgruppe /(21) eine Applikation des Sekundärverpackungsmittels (30) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Ausrichten der Artikel (20) erfolgt, während die Artikelgruppen (21) kontinuierlich über eine Transporteinrichtung (7) in einer Transporteinrichtung (7) bewegt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Transporteinrichtung (7) und die Ausrichteinheiten (12) zumindest zeitweise synchron bewegt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei Arbeitseinheiten (42) umfassend eine Mehrzahl von Ausrichteinheiten (12) gebildet werden, wobei die Anzahl und Anordnung der Ausrichteinheiten (12) der Arbeitseinheit (42) mit der Anzahl und Anordnung der Artikel (20) innerhalb der Artikelgruppen (21) übereinstimmt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein zweites Detektionsmittel die Anzahl und Anordnung der Artikel (20) innerhalb einer Artikelgruppe (21) erfasst und die Daten an die Steuerungseinrichtung (10) übermittelt, welche die Ausrichteinheiten (12) zur Ausbildung der Arbeitseinheiten (42) ansteuert.
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