Verfahren zum Abpacken von Schlauchbeuteln in Schachteln, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Es war bisher lediglich möglich Schlauchbeutel manuell In Schachteln abzupacken. Erfindungsgemäss wird ein Verfahren, sowie eine Vorrichtung geschaffen, diese Tätigkeit maschinell durchzuführen.
Die abzupackenden Schlauchbeutel werden über verschiedene Förderbänder, einem Positionierband und Positioniertisch, jeweils lagenweise auf einen schrittweise absenkbaren, rechenartigen Hauptboden (23) gefördert. Ist die gewünschte Zahl Schlauchbeutel-Lagen auf dem Hauptboden (23) senkt sich dieser ab und legt den Inhalt in ein Zwischenbehältnis am Zwischenboden (27) mit Seitenwänden (28) ab. In einer unteren Endposition (27',28') wird über das Zwischenbehältnis eine Schachtel geschoben und die Schachtel mit Zwischenbehältnis um 90° geschwenkt auf ein Förderband abgestellt, das Zwischenbehältnis aus der Schachtel gezogen, wobei die Schlauchbeutel in der Schachtel verbleiben und das Zwischenbehältnis wieder in seine untere Position (27', 28') zurück geschwenkt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abpacken von Schlauchbeuteln in Schachteln, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens.

[0002] Schlauchbeutel sind Verpackungen, die aus einem endlosen, zusammengeschweissten Schlauch gefertigt sind.

[0003] Hierbei wird in einem ersten Takt der Schlauch unten verschlossen, in einem zweiten Takt mit dem zu verpackenden Material gefüllt und schliesslich in einem weiteren Takt versiegelt und vom Schlauch.abgetrennt. Solche Verpackungen kommen insbesondere beim Verpacken flüssiger und pastöser Stoffe in Frage.

[0004] Sowohl die weiche Verpackung, der Schlauchbeutel, wie auch deren fliessfähiger Inhalt führt zu einer nicht formbeständigen Einheit, die äusserst schwierig in der maschinellen Handhabung ist. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die abgefüllten Schlauchbeutel bis anhin nur von Hand abgepackt werden konnten.

[0005] Es ist nun aber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur maschinellen Abpackung anzugeben und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

[0006] Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass

a) die Schlauchbeutel schichtweise, zwischen zwei seitlichen und einer, die Tiefe begrenzenden Wand, auf einen schrittweise absenkbaren, rechenartigen Hauptboden gefördert werden;

b) ist die gewünschte Zahl Schichten von Schlauchbeuteln erreicht, wird der Hauptboden abgesenkt und legt die Schlauchbeutel-auf einen ebenfalls rechenartigen Zwischenboden mit Seitenwänden, die in der oberen Ausgangslage aussen an den stationären Seitenwänden anliegen, ab;

c) ist der Zwischenboden in einer unteren Endlage abgesenkt und der Hauptboden in einer tieferen Endlage als der Zwischenboden, wird eine Schachtel über das Sammelbehältnis aus Zwischenboden mit Seitenwänden geschoben ; die Schlauchbeutel hierin abgelegt und die Schachtel mit den abgepackten Schlauchbeuteln abtransportiert.

[0007] Zur Durchführung des obgenannten Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass zwischen zwei Säulen in denen Mittel zur Höhenverstellung angeordnet sind, mindestens zwei höhenverstellbare, rechenartige Böden, den Haupt- und Zwischenboden geführt sind., und dass im oberen Bereich der Säulen zwei fixe, seitliche Wände und eine Stirnwand zusammen mit dem höhenverstellbaren Hauptboden ein Zwischenbehältnis bilden, welches vom Sammelbehältnis, gebildet aus dem Zwischenboden und zwei daran befestigten Seitenwänden, die etwas weiter auseinander liegen, wie die vorerwähnten fixen Seitenwände teilweise umgeben ist, so dass beim Absenken des Hauptbodens unter das Niveau des Zwischenbodens der Inhalt der Zwischenbehältnisse in das Sammelbehältnis abgelegt wird, über welches eine Schachtel schiebbar ist. Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nachfolgend das erfindungsgemässe Verfahren sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung erläutert.

[0008] In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 die Zuführeinheit für die abzupackenden Schlauchbeutel der erfindungsgemässen Vorrichtung im Aufriss, und

Figur 2 dieselbe Einheit im Grundriss, in der weitere Teile der Vorrichtung ersichtlich sind, in

Figur 3 ist die Sammel- und vertikale Transport-Einheit im Aufriss und in

Figur 4 im Seitenriss dargestellt.

Figur 5 dient insbesondere zur Veranschaulichung der Uebergabe der abzupackenden Schlauchbeutel vom Sammelbehältnis in die Schachtel.

[0009] Sämtliche Figuren stellen stark vereinfachende Prinzipskizzen dar, unter Weglassung aller dem Fachmann selbstverständlichen Details. Zur Vereinfachung sind jeweils verschiedene Einheiten gesondert dargestellt, die zusammen erst die erfindungsgemässe Vorrichtung ergeben.

[0010] In der Beschreibung wird einheitlich von "pneumatischen Zylinder/Kolbeneinheiten" gesprochen, doch können diese selbstverständlich auch hydraulisch sein, wobei äquivalente elektro-mechanische Mittel nicht ausgeschlossen sein sollen.

[0011] Die abzupackenden Schlauchbeutel 1 werden vorerst von einem tieferen Niveau auf ein höheres Niveau durch ein rampenartig angeordnetes Förderband 2 (Fig. 2) hinaufgefördert. Hier gelangen die Schlauchbeutel auf ein horizontales, mittels Lichtschranken gesteuertes, Förderband 3. Die nicht dargestellten Lichtschranken stellen fest, wann ein Schlauchbeutel vor der Schiebeplatte 4 liegt und stoppen sogleich das Förderband 3. Ein leicht zeitverschobenes Signal steuert darauf eine pneumatische _Zylinder/Kolbeneinheit 5, die die parallel zum Förderband 3 verlaufende Platte 4 quer zu dessen Fortbewegungsrichtung über das Band 3 hinweg bewegt. Der vor der Platte 4 befindliche Schlauchbeutel wird so vom Förderband 3 geschoben und rutscht über eine Rampe 6 auf das darunter befindliche Positionierband 8. Ein Anschlag 7 verhindert, dass die Schlauchbeutel 1 schräg zu liegen kommen oder zu weit nach vorne auf das Positionierband 8 gleiten. Das Positionierband 8 ist entsprechend profiliert, um eine genaue Positionierung der Schlauchbeutel darauf zu garantieren.

[0012] Im vorliegenden Beispiel ist das Positionierband aus einer Kette von Kunststoffwalzen 9 gebildet, deren Länge mindestens der Länge der abzupackenden Schlauchbeutel entspricht. Die Vertiefung zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Walzen 9 definieren die Lage der Schlauchbeutel 1 exakt. Sobald ein Schlauchbeutel auf das Positionierband 8 gefallen ist, wird es um die Distanz zwischen den Achsen zweier benachbarten Walzen 9 fortbewegt. Etwa in der Mitte des Bandes 8 parallel zu dessen Ebene und Fortbewegungsrichtung ist ein kammartiger Rechen 10 angebracht. Die Zahnform des Rechens 10 entspricht der Profilierung des Positionierbandes 8. Befindet sich der, in Bewegungsrichtung des Positionierbandes 8, vorderste Schlauchbeutel 1 vor dem letzten Zahn des Rechens 10, was wiederum opto-elektrisch abgetastet werden kann, hält das Band än. Jetzt wird mittels einer pneumatischen Kolben/ Zylindereinheit 11 des Rechens 10 quer zur Förderrichtung des Positionierbandes 8 bewegt und sämtliche vor dem Rechen liegenden Schlauchbeutel werden vom Positionierband 8 auf einen Positioniertisch 12 gestossen. Der Positioniertisch 12 befindet sich etwa auf dem Niveau auf dem die Schlauchbeutel 1 auf dem Positionierband 8 liegen, oder knapp darunter. Zwei beidseitig des Positioniertisches 12 befindliche, pneumatisch betätigbare Schieber 13 stossen, nachdem der Rechen 10 in seiner Ausgangslage zurück gefahren ist, die auf dem Positioniertisch 12 liegenden Schlauchbeutel zusammen und verbleiben in dieser Position bis eine über den Positioniertisch 12 gelenkig angeordnete Schwenkplatte 14 die zusammengeschobenen Schlauchbeutel vom Positioniertisch zwischen zwei fix angeordneten Seitenwänden auf einen höhenverstellbaren Haupt- bzw. Hilfsboden geschoben hat. Die Schlauchbeutel werden von den Schiebern 13 geringfügig enger zusammengeschoben als die Distanz zwischen den fixen Seitenwänden, die nachfolgend noch beschrieben werden. Anschliessend kehren sowohl die Schieber 13 wie auch die Schwenkplatte 14 in ihre Ausgangspositionen zurück.

[0013] Mit der Abgabe der Schlauchbeutel vom Positioniertisch 12 auf den Hauptboden befinden sich die Schlauchbeutel in der, in den Figuren 3 und 4 dargestellten, Sammel-und vertikalen Transporteinheit. Die ganze Einheit ist in der Höhe aus Platzgründen verkürzt dargestellt. Die Einheit umfasst zwei vertikale Säulen 20 in denen je zwei hintereinander angeordneten der Höhenverstellung dienenden geschlossenenKetten 21, 22 sich befinden.

[0014] Das äussere Kettenpaar wird-beispielsweise von einem Elektromotor M_l, das innere Kettenpaar 22 von einem Elektromotor M₂ angetrieben. Ein Kettenpaar, beispielsweise das innere 22, dient der Höhenverstellung des bereits genannten Hauptbodens 23. Der Hauptboden, der zwischen den beiden Säulen 20 auf- und abwärts bewegbar ist, befindet sich in einer ersten Phase annähernd auf dem Niveau des Positioniertisches 12. Nachdem eine erste Schicht Schlauchbeutel 1 vom Positioniertisch auf den Hauptboden 23 geschoben ist, wird er durch den Motor M₂ mittels dessen Kettenpaares 22 um die Höhe einer Schicht Schlauchbeutel abgesenkt. Die exakte Lage der Schlauchbeutel wird seitlich durch zwei fix in der Einheit montierten Seitenwände 24 definiert. In der Einschiebtiefe werden die Schlauchbeutel durch die rückwärtige Wand 25 bestimmt. Diese Wand 25 besteht aus mehreren in einer Ebene liegenden Flachstäben. Der Hauptboden 23 der aus runden Stäben besteht, die gemeinsam einen Rost bilden, gleitet zwischen den fixen Wänden 24 auf und ab wie oben beschrieben. Die Stäbe des Hauptbodens 23 greifen in diesen Bereich zwischen den Flachstäben der rückwärtigen Wand 25 hindurch.

[0015] Sobald eine Schicht Schlauchbeutel auf den Hauptboden 23 liegt, senkt sich ein pneumatisch angetriebener Stempel 26, der in den Ausmassen etwa der Grösse des Hauptbodens 23 entspricht, und drückt die Schlauchbeutel an. Nun senkt sich der Hauptboden um die Höhe einer Schicht Schlauchbeutel ab. Dieser Zyklus wiederholt sich solange bis die gewünschte Anzahl Schichten sich auf dem Hauptboden 23 befindet. Sobald diese Anzahl erreicht ist, wird wiederum der Motor M₂ angesteuert und der Hauptboden 23 senkt sich weiter ab.

[0016] Der Hauptboden 23 und die fixen Seitenwände 24 sowie die rückwärtige Wand 25 bilden zusammen ein Zwischenbehältnis. Dieses Zwischenbehältnis wird von einem Sammelbehältnis umgeben, das aus einem rostartigen Zwischenboden 27 mit zwei seitlichen Wänden 28 und einer wiederum aus Flachstäben gebildeten rückwärtigen Wand 29 besteht. Die Stäbe des rostartigen Zwischenbodens 27 sind gegenüber den Stäben des Hauptbodens 23 versetzt`angeordnet. Beim Anbsenken des Hauptbodens 23 gleiten dessen Stäbe zwischen den Stäben des Zwischenbodens durch und legt so den Inhalt des Zwischenbehältnisses auf den Zwischenboden 27 des Sammelbehältnisses. Der Zwischenboden ist mittels einer pneumatischen Kolben/Zylindereinheit 30 ebenfalls höhenverstellbar.

[0017] Damit die Maschine einerseits genügend schnell arbeitet, andererseits aber der Inhalt des Zwischenbehältnisses nicht zu abrupt auf den Zwischenboden abgesenkt wird, gleiten sowohl Haupt- wie Zwischenboden gleichzeitig nach unten, jedoch der Hauptboden mit einer grösseren Geschwindigkeit. Der Zwischenboden 27 gleitet bis in einer unteren Grundposition 27', während der ihm vorlaufende Hauptboden 23 in einer tieferen unteren Grundposition 23' sich bewegt.

[0018] Während sich der Hauptboden 23 in der unteren Grundposition 23' befindet, übernimmt ein Hilfsboden 31, dessen Aufgabe. Der Hilfsboden 31 wird aus seiner horizontalen zurückgezogenen Position hydraulisch in einen Schlitten 32 nach vorne in den Bereich zwischen den fixen Seitenwänden 24 geschoben. Der gesamte Schlitten 32 mit dem Hilfsboden ist an den äusseren Ketten 21 aufgehängt und über dem Motor M₁ in der Höhe bewegbar. Die sonstige Arbeitsweise entspricht vollständig jenem des Hauptbodens, bis zum Zeitpunkt, dass der Hauptboden 23 wieder nach oben kommt, den bereits im Zwischenbehältnis vorhandenen Inhalt übernimmt und der Hilfsboden sich wieder in seine Ausgangslange zurückziehen kann. Der Hilfsboden gewährleistet so einen kontinuierlichen Betrieb.

[0019] Der letzte Schritt des Abpackverfahrens wird anhand der Figur 5 gezeigt, in welcher die Uebergabe-Einheit verdeutlicht ist. Kurz rekapituliert erkennt man auf der Figur die Schlauchbeutelförderstrecke 2, 3, 4, sowie die vertikale Transporteinheit verdeutlicht durch die Säulen 20. Das Sammelbehältnis 27, 28 ist in seiner unteren Lage dargestellt. Der Maschinenrahmen ist gesamthaft mit 33 bezeichnet, Die Zufuhreinheit 34 für die Schachteln 40 ist dabei nur zum Teil erkennbar. Dargestellt ist eine Schachtel 40 die auf einer Plattform 35 liegt. Die Plattform 35 ist zusammen mit einer Kolben/Zylindereinheit 36 um eine, im Rahmen 33 gelagerte Achse 37 schwenkbar ge-lagert. Die Schwenkbewegung der Plattform 35 erfolgt über einer pneumatischen Kolben/ Zylindereinheit 38 die an einen abgewinkeltem Arm 39 angreift. Durch Beaufschlagung der Einheit 38 wird zuerst die Plattform um die Achse 37 um 90° geschwenkt. Die mit seiner Oeffnung nach oben auf der Plattform 35 liegende Schachtel liegt nach dieser Schwenkung auf der Seite mit der Oeffnung zum Sammelbehältnis. Dabei befindet sich die untere Kante der Schachtel geringfügig tiefer als das Niveau des Zwischenbodens 27'. Mittels der pneumatischen Einheit 36 wird so dann die Schachtel 40 über das Sammelbehältnis geschoben.

[0020] Die pneumatische Kolben/Zylindereinheit 30 die die Vertikalbewegung des Zwischenbehältnisses steuert, lagert zwischen zwei gabelförmigen Armen 41 die mit einander verbunden sind. Die beiden Arme 41 sind wiederum um die Achse 37 drehbar gelagert und können mittels einer pneumatischen Kolben/Zylindereinheit 42 der an die Arme 41 angreift, um jene Achse 37 geschwenkt werden.

[0021] Ist die Schachtel 40 über das Sammelbehältnis geschoben, wird die Kolben/Zylindereinheit 42 angesteuert und die Arme 41 beginnen eine Drehbewegung um 90°. Gleichzeitig schwenken somit nebst den Armen 41 das Sammelbehältnis 27, 28 mit dem Inhalt von gestapelten Schlauchbeuteln, sowie die Schachtel und die ausgeschobene Plattform 35. Während der Schwenkbewegung nimmt die auf die Plattform 35 wirkende Schwerkraft, durch die mehr und mehr vom Sammelbehältnis gleitende Schachtel 40 samt Inhalt, zu. Die drucklose Kolben/Zylindereinheit 36 wird somit eingeschoben und die Schachtel 40 senkt sich in die Ausgangslage auf die Förderstrecke der Zufuhreinheit 34 zurück.

[0022] Sobald das Sammelbehältnis aus dem Bereich zwischen den Säulen 20 geschwenkt ist, wird der Hauptboden 23 wieder nach oben bewegt, übernimmt die bereits auf dem Hilfsboden 31 gestapelten Schlauchbeutel und der Hilfsboden wird in den Schlitten 32 zurückgezogen und in seine Ausgangslage gehoben.

[0023] Schliesslich wird auch das leere Zwischenbehältnis zurückgeschwenkt und in die obere Position gehoben. Nun kann der ganze Ablaufzyklus von neuem beginnen.

[0024] Falls keine kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist, kann die Vorrichtung auch ohne Hilfsboden 31 ausgeführt sein.

Ansprüche

1. Verfahren zum Abpacken von Schlauchbeuteln in Schachteln dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Schlauchbeutel (1) schichtweise, zwischen zwei seitlichen (24) und einer, die Tiefe begrenzenden Wand (25), auf einen schrittweise absenkbaren, rechenartigen Hauptboden (23) gefördert werden;

b) ist die gewünschte Zahl Schichten von Schlauchbeuteln (1) erreicht, wird der Hauptboden (23) abgesenkt und legt die Schlauchbeutel auf einen ebenfalls rechenartigen Zwischenboden (27) mit Seitenwänden (28), die in der oberen Ausgangslage aussen an den stationären Seitenwänden (24) anliegen, ab;

c) ist der Zwischenboden (27) in einer unteren Endlage (27') abgesenkt und der Hauptboden (23) in einer tieferen Endlage (23') als der Zwischenboden (27), wird eine Schachtel (40) über das Sammelbehältnis aus Zwischenboden (27) mit Seitenwänden (28) geschoben;

die Schlauchbeutel hierin abgelegt und die Schachtel (40) mit den abgepackten Schlauchbeuteln abtransportiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu füllende Schachtel mit der offenen Seite nach oben zugeführt wird und um 90° gedreht, auf eine Ebene geschwenkt wird, bei der die untere Seitenwand gerade unterhalb der Ebene des Zwischenbodens liegt, dann über das Sammelbehältnis aus Zwischenboden(27) und Seitenwänden (28) geschoben wird und mit dem Sammelbehältnis in die Ausgangslage zurück geschwenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass, sobald der Hauptboden (23) und der Zwischenboden (27) weg gefahren sind, ein rechenartiger Hilfsboden (31) horizontal eingeschoben wird, der die Funktion des Hauptbodens (23) übernimmt und sich schichtweise absenkt bis zur gewünschten Anzahl Schichten oder bis der Hauptboden (23) seine Funktion wieder übernehmen und der _Hilfsboden (31) in seine Ausgangslage zurückfahren kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchbeutel von einem Transportband (3) auf ein taktweise sich bewegendes Positionierband (8) geschoben werden und von diesem nach Erreichen der Anzahl Schlauchbeutel (1) für eine Schicht, vom Positionierband (8) auf einen Positioniertisch (12) und hier seitlich zusammen geschoben und mittels einer Schwenkplatte (14) vom Positioniertisch (12) auf den Haupt- oder Hilfsboden (23,31) respektive auf die oberste bereits darauf liegende Schicht Schlauchbeutel geschoben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach jeder neuen Schicht Schlauchbeutel, die auf den Haupt- oder Hilfsboden (23,31) geschoben worden ist, die Schlauchbeutel von oben mittels einem Stempel (26) zusammen gedrückt werden.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei Säulen (20) in denen Mittel (21,22) zur Höhenverstellung angeordnet sind, mindestens zwei höhenverstellbare, rechenartige Böden, den Haupt- (23) und Zwischenboden (27) geführt sind, und dass im oberen Bereich der Säulen (20) zwei fixe, seitliche Wände (24) und eine Stirnwand (25) zusammen mit dem höhenverstellbaren Hauptboden (23) ein Zwischenbehältnis bilden, welches vom Sammelbehältnis, gebildet aus dem Zwischenboden (27) und zwei daran befestigten Seitenwänden (28) die etwas weiter auseinander liegen, wie die vorerwähnten fixen Seitenwände (24) teilweise umgeben ist, so dass beim Absenken des Hauptbodens (23) unter das Niveau des Zwischenbodens (27) der Inhalt der Zwischenbehältnisse in das Sammelbehältnis abgelegt wird, über welches eine Schachtel'(40) schiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine Zufuhrstrasse (34) für die Schachteln (40) aufweist, in der eine Plattform (35) pneumatisch schwenk- und verschiebbar ist, wodurch eine auf der Plattform (35) geschobene, zum Abpacken von Schlauchbeuteln (1) dienende Schachtel um 90° geschwenkt und über das Sammelbehältnis geschoben werden kann, und dass das Sammelbehältnis mit seinen, der Höhenverstellung dienenden Mittel (30) an zwei Armen (41) befestigt ist, welche Arme (41) um eine Achse (37) die parallel zur Verbindungsebene der beiden Säulen (20) möglichst nahe der Zufuhrstrasse (34) liegt, schwenkbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den beiden Säulen (20) an in diesen angeordneten Höhenverstellmitteln (21,22), ein mittels einer Zylinder-/Kolbeneinheit horizontal verschiebbarer Hilfsboden (31) vorgesehen ist, der zeitweise die Funktion des Hauptbodens (23) übernimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung ein opto-elektrisch abgetastetes Förderband (3) zur Zuführung der abzupackenden Schlauchbeutel (1) aufweist, von welchen dieselben mittels einer Kolben-/Zylinder-Einheit (5) auf ein schrittweise gesteuertes Positionierband (8) gestossen und von diesem auf einen in der Ebene des Positionierbandes (8) verlaufenden Positioniertisch (12) mittels eines kammartigen Rechens (10) stossbar sind, und dass zwei seitliche Schieber (13) die abzupackenden Schlauchbeutel auf dem Positioniertisch (12) zusammen schieben und dass über dem Positioniertisch (12) eine Schwenkplatte (14) gelagert ist, die die so gebildete Schicht Schlauchbeutel auf den Haupt- (23) beziehungsweise Hilfsboden (31) schiebt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Säulen (20) oberhalb der höchsten Position des Haupt- (23) beziehungsweise Hilfsbodens (31) ein vertikal beweglicher Stempel (26) angeordnet ist, mittels dem jede Schicht der abzupackenden Schlauchbeutel zusammen gedrückt werden kann.

Zeichnung