[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen von Tragegriffen aus
beliebigem Material an Behältern aller Art.
[0002] Waren aller Art werden heute zur Vereinfachung des Transports, zur Sicherung der
Ware selbst gegen Beschädigung oder Verlust und zur verbesserten und somit absatzfördernden
Präsentation in der Regel in Verpackungen angeboten.
[0003] Ebenfalls werden einzeln verpackte Waren, wie z.B. in Flaschen abgefüllte Getränke,
zu größeren Gebinden zusammengefasst. Diese werden dann z.B. zu so genannten Tray-Packs
zusammengestellt. Dabei werden z.B. 6 Flaschen mittels eines Pappbodens und einer
Schrumpffolie zu einer mechanisch stabilen Verkaufseinheit zusammengefügt.
[0004] Zur Erhöhung des Kundennutzens wird es von vielen Marktteilnehmern als vorteilhaft
angesehen, wenn alle oben beschriebenen Verpackungstypen mit einem Tragegriff versehen
sind bzw. versehen werden können.
[0005] Nachfolgend werden alle in der Technik bekannten Verpackungen, Flaschen, Dosen, Gebinde
usw. der Einfachheit halber als Behälter bezeichnet.
[0006] In der Mehrzahl der Fälle, bei denen Behälter mit einem Tragegriff ausgestattet werden,
handelt es sich bei dem Tragegriff um ein Kunststoffband, welches einseitig selbstklebend
ausgeführt ist. Während Anfang und Ende dieses Kunststoffbandes durch geeignete Vorrichtungen
an je eine Seite des Behälters gedrückt und somit auch an diesem angeklebt werden,
ist die klebende Seite des Mittelstückes dieses Kunststoffbandes in der Regel mit
einem Papierstreifen beklebt um ein Festkleben der Finger des Kunden an diesem Band
zu vermeiden und um die Ausbildung einer Trageschlaufe zu gewährleisten.
[0007] Zur Herstellung derartiger Kunststoffbänder gelangen in der Technik im Wesentlichen
zwei Verfahren zur Anwendung. Bei einem ersten Verfahren werden diese Bänder während
ihres eigentlichen Herstellungsprozesses mit dem oben beschriebenen Papierstreifen
ausgestattet, so dass diese Streifen innerhalb der Maschine welche die Tragegriffe
anbringt, nur noch abgelängt und angebracht werden müssen.
[0008] Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass jede Änderung der Gestalt des Tragegriffs,
sei es nun Gesamtlänge, Länge der Klebestellen oder aber Lände der Trageschlaufe einen
Wechsel des Kunststoffstreifens nach sich zieht.
[0009] Bei einem zweiten Verfahren wird zunächst ein Kunststoffstreifen verwendet, welcher
auf einer Seite komplett selbstklebend ist. Innerhalb der Maschine, welche die Tragegriffe
anbringt, wird nun der zwischen den beiden gewünschten Klebestellen liegende Abschnitt
dieses Kunststoffbandes mit einem Papierstreifen versehen, wobei die erforderlichen
Klebestellen am Anfang und am Ende des Streifens frei bleiben. Durch diese Vorgehensweise
kann, da die Länge des Kunststoffstreifens, die Lage und die Länge des Papierstreifen
auf einfach Art und Weise an sich ändernde Anforderungen angepasst werden können,
auf ein häufiges Wechseln des Kunststoffstreifens verzichtet werden, was in der Praxis
einen großen Vorteil darstellt.
[0010] Alle in der vorliegenden Schrift im Zusammenhang mit Kunststoffstreifen gemachten
Ausführungen gelten analog auch für die Verwendung von Ausgangsmaterialien die aus
anderen Werkstoffen, wie z.B. Papier oder Metall, oder aus beliebigen Kombinationen
dieser Werkstoffe bestehen.
[0011] Bezüglich der Maschinen, welche die Tragegriffe anbringen, nachfolgend Tragegriffspender
genannt, sind in der Vergangenheit mehrere unterschiedliche Lösungsvorschläge bekannt
geworden.
[0012] Eine Vorrichtung zur Anbringung von Tragegriffen wurde in der DE 20207217 vorgestellt.
Bei dieser Vorrichtung besteht das Applizierwerkzeug im Wesentlichen aus einem dreiarmigen
Rotor, dessen horizontale Drehachse quer zur Förderrichtung der Behälter angeordnet
ist. Jeder dieser Rotorarme ist mit einer Bandführung, einem Haltewerkzeug und einem
Schneidwerkzeug ausgerüstet. Zwischen den Rotorarmen, in der Nähe der Nabe des Rotors,
befindet sich je eine Vakuumsonde, welche das Kunststoffband berührungslos anziehen
soll, damit das Kunststoffband die Enden der Rotorarme nicht direkt in gerader Linie
verbindet sondern im Wesentlichen der Innenkontur des Rotors folgt. Das eigentliche
Anbringen des Tragegriffs erfolgt dadurch, dass die Behälter gegen einen ersten Rotorarm
fahren und dabei den Anfang des Tragegriffs übernehmen. Anschließend fahren die Behälter
unter dem sich drehenden Rotor hindurch und werden vom jeweils nachfolgenden Rotorarm
mit dem Ende des Tragegriffs versehen, wobei das am Ende des jeweiligen Rotorarms
befindliche Schneidewerkzeug das Kunststoffband teilungsgerecht durchtrennt.
[0013] Von großem Nachteil an einer Vorrichtung nach der DE 20207217 ist, dass die geometrische
Gestalt des Rotors die Länge des zu verarbeitenden Tragegriffes bestimmt. Aufgrund
dieser Gegebenheit ist es bei Änderungen der Behälter, bzw. deren Abmessungen in der
Regel erforderlich, auch den Rotor auszutauschen was zeitaufwändig und teuer ist.
Des weiteren ist es von Nachteil, dass die Ansaugung des Kunststoffbandes an die Nabe
zwischen zwei Rotorarmen in der Praxis eine Fehlerquelle darstellt.
[0014] Ebenfalls bekannt wurde eine Vorrichtung nach der DE 3715445, bei welche der Tragegriff
durch eine vergleichsweise komplizierte Anordnung von verschiedenen Hebeln und Andrückrollen
angebracht wird. Nachteilig ist, dass sich diese Vorrichtung im Wesentlichen nur für
paketförmige Behälter eignet, und dass eine Anpassung des Tragegriffs an sich ändernde
Behälterabmessungen nur in begrenztem Maße möglich ist.
[0015] Eine weitere Vorrichtung wurde in der DE 693 00 175 vorgestellt. Die Vorrichtung
weist eine mittig um eine quer zur Transportrichtung der Behälter angeordnete antreibbare
Drehplatte auf. Die radial äußeren Enden der Drehplatte sind jeweils abgerundet und
mit zwei L-förmigen Hebeln als Haltemittel zur Fixzierung des einseitig mit einer
abschnittsweise abgedeckten Klebeschicht versehenen Endlosbandes sowie mit einer radial
ausfahrbaren Schneide als Scheidvorrichtung zum Abtrennen des Tragegriffes vom Kunststoffband
versehen. Zu Beginn des Prozesses steht die Drehplatte senkrecht und ragt mit einem
ersten Ende in den Transportweg der Behälter, wobei auf der, den Behältern zugewandten
Seite ein der Länge des späteren Tragegriffes entsprechender Abschnitt des Kunststoffbandes
mit nach außen gerichteter Klebeschicht zwischen den beiden Enden der Drehplatte gehalten
wird. Ein ankommender Behälter trifft dann mit seiner, im Bezug auf die Transportrichtung
definierten Vorderseite, auf die Drehplatte, wodurch der Anfang des Tragegriffs am
Behälter befestigt wird. Anschließend führt die Drehplatte eine Drehung über 180 Grad
aus, wobei sich der Behälter gleichzeitig um ein bestimmtes Maß weiterbewegt, so dass
die Drehbewegung darin ihren Abschluss findet, dass das zweite Ende der Drehplatte
die Rückseite des Behälters berührt. Bei dieser Berührung wird das Ende des Tragegriffes
auf die Rückseite des Behälters aufgebracht, gleichzeitig trennt die in der Drehplatte
angeordnete Schneidvorrichtung den Tragegriff vom endlosen Kunststoffband. Nachteilig
an einer derartigen Vorrichtung ist, dass die Realisierung der ungleichförmigen Rotationsbewegung
der Drehplatte einen hohen steuerungstechnischen Aufwand verursacht, wobei aufgrund
der hohen erforderlichen Winkelbeschleunigungen auch große Antriebsleistungen vorgesehen
werden müssen. Auch bei dieser Vorrichtung wird die Länge des Tragegriffes durch die
geometrische Gestalt der Vorrichtung bestimmt, so dass eine Anpassung an veränderte
Behälterabmessungen nur durch den Austausch der Drehplatte und umfangreiche Einstellarbeiten
erfolgen kann.
[0016] Dem zuvor beschriebenen Konstruktionsprinzip folgt im Wesentlichen auch die in der
DE 69308878 beschriebenen Vorrichtung, so dass die oben beschriebenen Nachteile auch
für eine Vorrichtung entsprechend der DE 69308878 gelten.
[0017] Bei allen oben genannten Vorrichtungen ist es zusätzlich von Nachteil, dass eine
Änderung der Behältergröße in der Regel eine aufwändige Neueinstellung der Arbeitshöhe
der Vorrichtung erforderlich macht.
[0018] Ebenfalls stellt es in der Praxis einen bedeutenden Nachteil dar, dass bekannte Vorrichtungen
einen vergleichsweise großen Abstand zwischen den einzelnen Behältern benötigen, wodurch
sich zwangsläufig hohe Behältergeschwindigkeiten ergeben. Zum Aufbau und späteren
Abbau dieser hohen Behältergeschwindigkeiten sind umfangreiche mechanische Maßnahmen
erforderlich.
[0019] Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe und Verbesserung
zu schaffen, so dass eine Vorrichtung vorgestellt wird, die die oben genannten Nachteile
vermeidet und auf einfache Art und Weise auf verschiedenste Behälterabmessungen angepasst
werden kann. Dazu ist vorgesehen, eine Applikationsvorrichtung mit einer auf flexiblen
Zuggliedern wie z.B. Zahnriemen basierenden X-Y-Positioniereinheit zu kombinieren.
[0020] Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Im Einzelnen zeigt die
- Figur 1
- in einer vereinfachten 3-D-Darstellung eine gesamte Vorrichtung zum Anbringen von
Tragegriffen und die
- Figur 2
- in einer Detailansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit X-Y-Positioniereinheit
und Applikationskopf.
[0021] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei
bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in
beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche
zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
[0022] Wie in der Figur 1 dargestellt, besteht der Tragegriffspender zunächst aus einem
Grundgestell 1. Die mit einem Tragegriff zu versehenen Behälter werden durch einen,
in der Technik bekannten Bandförderer transportiert, wobei die Behälter zunächst als
geschlossene Reihe, also ohne Lücke zwischen den einzelnen Behältern, angeordnet sind.
Durch den Übergang auf einen zweiten Transporteur 2, welcher eine höhere Bandgeschwindigkeit
aufweist, werden die Behälter auf dem zweiten Transporteur 2 mit Abstand zueinander
angeordnet.
[0023] An einer Seitenwand des Grundgestells 1 in vertikaler Richtung oberhalb der Behälter
3 ist eine auf flexiblen Zuggliedern basierende X-Y-Positioniereinheit angeordnet,
welche an ihrem unteren Ende der Y-Achse einen Applikationskopf 4 trägt.
[0024] Derartige, auf flexiblen Zuggliedern wie z.B. Zahnriemen basierende X-Y-Positioniereinheiten
sind seit geraumer Zeit bekannt. Von besonderem Vorteil bei derartigen Ausgestaltungen
ist, dass die beiden erforderlichen Antriebsmotoren ortsfest angeordnet werden können,
wodurch sich die bewegten Massen deutlich reduzieren lassen, was eine besonders vorteilhafte
Konstruktion und Auslegung ermöglicht. Ebenfalls kann die Antriebsleistung der Motoren
deutlich reduziert werden, da alle Bewegungsabläufe aufgrund der besonderen Konstruktion
von beiden Motoren gleichzeitig angetrieben werden.
[0025] Die im Vergleich zu normalen X-Y-Positioniereinheiten etwas anders zu realisierenden
Bewegungsabläufe in X- und/oder Y-Richtung wurden z.B. in der DE 100 17 041 ausführlich
behandelt und dargestellt, so dass an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung
verzichtet werden kann.
[0026] Der Applikationskopf 4 umfasst zunächst zwei Andrückrollen 5, eine Schneidvorrichtung
6 und eine Greifvorrichtung 7.
Das Kunststoffband wird ausgehend von einem Bandspeicher über eine nicht gezeigte
Zufuhrvorrichtung und eine Rolle mit Rücklaufsperre dem Applikationskopf 4 zugeführt.
Dort wird das Kunststoffband zunächst von einer Greifvorrichtung 7 gehalten. Bei der
Greifvorrichtung 7 kann es sich um einen Vakuumgreifer, mechanisch, elektrostatisch
oder aber auch auf sonstige Weise arbeitende Greifvorrichtungen handeln.
[0027] Zu Beginn eines jeden Arbeitszykluses befindet sich der Applikationskopf 4 in der
Lücke zwischen zwei Behältern. Durch einen Sensor, welcher behälterstromaufwärts seitlich
des Behälterstromes angeordnet ist, wird angezeigt, dass die Vorderkante des nächsten
Behälters eine bestimmte Position erreicht hat, wodurch der Arbeitszyklus gestartet
wird.
[0028] In einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den oben
beschriebenen Sensor durch einen auf dem Applikationskopf 4 angeordneten Sensor zu
ersetzen. Bei diesem Sensor kann es sich z.B. um einen Kontaktsensor handeln, welcher
auslöst, wenn er in direkten körperlichen Kontakt mit dem nächstfolgenden Behälter
kommt. Ebenso kann es sich aber auch um einen Näherungsschalter handeln, welcher auslöst,
wenn sich der nächstfolgende Behälter innerhalb eines bestimmten Abstandes von ihm
befindet.
[0029] Zunächst berührt der Applikationskopf 4 die Vorderseite des Behälters und befestigt
damit den Anfang des Tragegriffs an diesem. Anschließend bewegt sich der Applikationskopf
4 in die Förderrichtung der Behälter 3 und gleichzeitig in die Höhe, wodurch die restliche
Fläche des ersten Klebestreifens an die Behälterwand angedrückt wird.
[0030] Hat die Unterkante des Applikationskopfes 4 die Höhe des Behälters 3 überschritten,
so verfährt die X-Y-Positioniereinheit entgegen der Bewegungsrichtung der Behälter
3. Durch eine während dieses Verfahrweges zusätzlich in die Höhe zurückgelegte Wegstrecke
wird die Länge der Trageschlaufe in beliebiger Weise bestimmt. Die Länge der Trageschlaufe
kann auch dadurch bestimmt werden, dass der Applikationskopf 4 die Hinterkante des
Behälters um ein bestimmtes Maß überfährt, wobei auch eine Kombination beider zusätzlicher
Wegstrecken möglich ist.
[0031] Hat der Applikationskopf 4 eine Position senkrecht über der Hinterkante des Behälters
3 erreicht, so folgt er dessen Horizontalbewegungsrichtung, berührt zunächst die obere
Hinterkante des Behälters 3 und befestigt an dieser Stelle den Anfang des zweiten
Klebestreifens des Tragegriffs. Zur vollständigen Befestigung des Tragegriffs folgt
der Applikationskopf 4 weiterhin der Horizontalbewegung des Behälters 3 und verfährt
gleichzeitig in Richtung des Behälterbodens des Behälters 3, wodurch auch die restliche
Länge des zweiten Klebestreifens sicher am Behälter 3 befestigt wird.
[0032] Erreicht der Applikationskopf 4 im Rahmen seiner Abwärtsbewegung einen Punkt ca.
35 mm vor dem Tiefstpunkt seiner Abwärtsbewegung, so durchtrennt die Schneidevorrichtung
6 das Kunststoffband, und der Applikationskopf 4 drückt das zu diesem Zeitpunkt noch
lose Ende des Tragegriffs an den Behälter 3.
Anschließend fährt der Applikationskopf in die Ausgangsposition des Arbeitszykluses
zurück, womit ein Arbeitszyklus beendet ist.
[0033] Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Bewegungsabläufe
der X-Y-Positioniereinheit 8 und somit auch des Applikationskopfes 4 durch eine Veränderung
des programmierten Bewegungsablaufes auf einfache Art und Weise an geänderte Behälterabmessungen
oder Ausstattungswünsche angepasst werden können.
[0034] Erreicht wird dieses dadurch, dass die Antriebsmotoren 9 der X-Y-Positioniereinrichtung
8 als Servoantriebe ausgeführt sind. Dieses bedeutet, dass jeder Antriebsmotor 9 mit
einem Soll-Wertgeber für die von ihm zu tätigenden Umdrehungen ausgestattet ist, wobei
neben dem absoluten Drehwinkel auch weitere Parameter wie z.B. Drehrichtung, Drehgeschwindigkeiten,
Winkelbeschleunigungen und Winkelverzögerungen vorgegeben werden.
[0035] Zusätzlich verfügt jeder Motor über einen Ist-Wertgeber, z.B. einen Absolutwert-Drehgeber,
welcher die vom Motor tatsächlich ausgeführten Drehbewegungen ermittelt und an eine
ebenfalls dem Motor zugeordnete Steuer- und Regelungseinheit weiterleitet. Innerhalb
dieser Steuer- und Regelungseinheit werden die von den Motoren empfangenen Ist-Werte
ständig mit den Soll-Werten verglichen und gegebenenfalls notwendige Korrekturen eingeleitet.
[0036] Zur Realisierung dieser Funktionen sind in der Technik viele verschiedene Lösungswege
beschrieben worden, so dass an dieser Stelle auf eine weitergehende Beschreibung der
Thematik "Servoantriebe" verzichtet werden kann.
[0037] Ein weiterer großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Änderung
der Behältergröße keine Höhenverstellung von Aggregaten oder Anlagenteilen erforderlich
macht.
[0038] Ebenfalls ergeben sich große Vorteile dadurch, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung
nur eine kleine Lücke zwischen den einzelnen Behältern benötigt. In der Praxis hat
sich herausgestellt, das ein Lücke von 120 mm ausreichend ist. Bekannte Vorrichtungen
benötigen hingegen Lücken von mindestens 190 mm.
[0039] Für eine andere Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Applikationskopf 4 mit mindestens
einer Sprühvorrichtung für flüssige oder heißflüssige Klebstoffe versehen ist. Bei
dieser Weiterbildung kann auf die Verwendung selbstklebender Ausgangsmaterialien für
die Tragegriffe verzichtet werden, wodurch sich folgende Vorteile ergeben: Verwendung
eines preiswerteren Ausgangsmaterials und eine erhöhte Speicherkapazität des Bandmaterialspeichers,
da der zwischen den beiden Klebestellen angeordnete Papierstreifen entfallen kann.
[0040] Für die Ausgestaltung der Sprühvorrichtung sind zwei Varianten vorgesehen. Bei einer
ersten Variante werden zwei Sprühvorrichtungen verwendet, wobei diese derart an dem
Applikationskopf 4 angeordnet sind, dass je eine die Vorder- und die Rückseite des
Behälters 3 mit Klebstoff besprüht, wodurch Anfang und Ende des Tragegriffs an den
Behälter 3 geklebt werden können.
Bei einer zweiten Variante wird lediglich eine Sprühvorrichtung verwendet, welche
allerdings mindestens um eine Achse schwenkbar ausgeführt ist, so dass diese einzelne
Sprühvorrichtung ebenfalls Vorder- und Rückseite des Behälters 3 mit Klebstoff besprühen
kann. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schwenkbewegung durch einen, von
der Steuer- und Regeleinheit gesteuerten, motorischen Antrieb erfolgt, wobei es unerheblich
ist, um welche Art von Antrieb es sich dabei handelt.
[0041] In einer weiteren, überaus vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass im Bereich des zweiten Transporteurs 2 mindestens 2 zusätzliche
Transportbänder angeordnet werden, wobei diese so ausgerichtet sind, dass ihre Laufflächen
jeweils mit Kraftwirkung an einer Seitenfläche der Behälter 3 anliegen. Durch diese
Vorgehensweise wird sicher verhindert, dass die untere Vorderkante der Behälter 3
durch die Aufwärtsbewegung des Applikationskopfes 4 nach der Befestigung des Anfangs
des Tragegriffs angehoben wird.
1. Vorrichtung für das Anbringen von Tragegriffen aus beliebigem Material an Behältern
aller Art, dadurch gekennzeichnet, dass ein Applikationskopf (4) an einer X-Y-Positioniereinheit (8) angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationskopf (4) durch die X-Y-Positioniereinheit (8) zwischen auf Abstand
bringbaren Behältern (3) ein- und ausfahrbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei X-Y-Positioniereinheit um eine Vorrichtung handelt, welche flexible Zugglieder
verwendet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationskopf (4) einen Sensor zur Erfassung des Abstandes des nächstfolgenden
Behälters (3) beinhaltet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationskopf (4) mindestens eine Vorrichtung zum Auftrag von flüssigen oder
heißflüssigen Klebstoffen beinhaltet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zum Auftrag von flüssigen oder heißflüssigen Klebstoffen
um mindestens eine Achse gesteuert angetrieben schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationskopf (4) eine Schneidvorrichtung (6) beinhaltet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationskopf (4) eine Greifvorrichtung (7) beinhaltet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lücke zwischen zwei zu bearbeitenden Behältern kleiner ist als 180 mm.
10. Verfahren zum Anbringen von Tragegriffen aus beliebigem Material an Behältern aller
Art, dadurch gekennzeichnet, dass ein Applikationskopf in den Abstand zwischen zwei Behältern (3) eintaucht, den Tragegriff
an der ersten Seite des Behälters anbringt, über die Oberseite des Behälters zu seiner
Rückseite fährt, wobei die Länge des Tragegriffs durch den Abstand des Applikationskopfes
(4) von der Behälteroberseite bestimmt wird, und anschließend den Tragegriff an der
Rückseite des Behälters (3) anbringt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Befestigung des Tragegriffs erforderlichen Klebstoffmengen durch mindestens
eine am Applikationskopf (4) angeordnete Sprühvorrichtung aufgebracht werden.