[0001] Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere einen Faltschachtelgreifer,
die einen Rahmen mit einer Rahmenöffnung aufweist, wobei der Rahmen über eine Faltschachtel
stülpbar ist und an dem Rahmen eine Faltschachtelhaltevorrichtung vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Entleerung einer Faltschachtel mit
einer solchen Handhabungsvorrichtung.
[0002] Derartige Handhabungsvorrichtungen werden bereits in der Tabakindustrie eingesetzt.
Sie dienen dazu, teleskopierbare Faltschachteln gemäß der Norm C48 des Europäischen
Verbands der Faltschachtelhersteller (ECMA) zu entleeren.
[0003] In Faltschachteln der Norm C48 wird Tabak in zerkleinerter und komprimierter Form
transportiert. Üblicherweise wird zum Versand eine aufgefaltete Faltschachtel bereitgestellt.
Auf deren Boden wird ein Papierbogen ausgelegt. Dann wird die Faltschachtel mit einem
Block aus komprimiertem Tabak gefüllt. Auf den Tabakblock wird wiederum ein Papierbogen
gelegt und die Deckelklappen werden zugeklappt. Um zu verhindern, dass der Tabak während
des Transports aus der Faltschachtel fallen kann, wird eine Umreifung vorzugsweise
in Form mehrerer Gurte um die Faltschachtel gelegt. In dieser Form ist der Tabak zum
Versand bereit.
[0004] Am Produktionsort der Tabakprodukte muss die Faltschachtel entleert werden. Hierzu
werden Handhabungsvorrichtungen verwendet, die in Form eines Rahmens auf eine Faltschachtel
stülpbar sind. Ein solcher Rahmen weist mehrere Faltschachtelhaltevorrichtungen auf,
die mit verschwenkbaren Dornen versehen sind, um diese in die Seitenwände der teleskopierbaren
Faltschachtel zu stoßen. Durch die Dorne wird einerseits der Karton fixiert, andererseits
wird auch eine gegenseitige Verlagerung der ineinander verschiebbaren Hälften des
Kartons unterbunden. In dieser Form kann der Karton, z. B. von einem Roboter, frei
bewegt werden. Üblicherweise wird ein gefüllter Karton von einer solchen Handhabungsvorrichtung
ergriffen und einem Bediener zugeführt, damit dieser die Umreifung und gegebenenfalls
die eingelegten Papierbögen aus der Faltschachtel entfernen kann. Dann wird der Inhalt
des Kartons auf eine fahrbare Unterlage entleert und in Blockform dem weiteren Verarbeitungsprozess
zugeführt. Der entleerte Karton kann dann einer Faltschachtelfaltvorrichtung und anschließend
einer Stapelvorrichtung zugeführt werden.
[0005] Eine solche Handhabungsvorrichtung eignet sich insbesondere für Tabaksorten, bei
denen der komprimierte Tabakblock auch nach der Entleerung des Faltkartons formstabil
ist. Bei einigen besonderen Tabaksorten, insbesondere bei dem sogenannten rekonstituierten
Tabak, auch als Rekon-Tabak bezeichnet, hat sich gezeigt, dass der Tabak nicht in
zufriedenstellender Weise auf der fahrbaren Unterlage abgelegt werden kann, weil der
Tabak eine grobe, großblättrige Konsistenz hat und dazu neigt, bereits vor dem eigentlichen
Entleerungsschritt aus der Faltschachtel zu fallen.
[0006] Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung eine Handhabungsvorrichtung
und ein Verfahren zur Entleerung einer Faltschachtel mit einer solchen Handhabungsvorrichtung
aufzuzeigen, durch welche wirksam verhindert wird, dass der Inhalt der Faltschachtel
vor der Entleerung am gewünschten Ort aus der Faltschachtel fallen kann.
[0007] Der gegenständliche Teil der Aufgabe wird durch eine Handhabungsvorrichtung mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird
durch ein Verfahren zur Entleerung einer Faltschachtel mit einer solchen Handhabungsvorrichtung
gemäß Anspruch 15 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung auf.
[0008] Erfindungsgemäß ist am Rahmen eine Deckelklappenzuhaltevorrichtung und/ oder eine
Bodenklappenzuhaltevorrichtung zum Verhindern des Verschwenkens wenigstens einer Deckelkappe
und/ oder wenigstens einer Bodenklappe der Faltschachtel aus einer zugeklappten Stellung
angeordnet.
[0009] Die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung hat den Vorteil, dass es mit der Deckelklappenzuhaltevorrichtung
bzw. der Bodenklappenzuhaltevorrichtung möglich ist, ein vorzeitiges Aufklappen der
wenigstens einen Deckelklappe und/ oder der wenigstens einen Bodenklappe der Faltschachtel
zu verhindern, insbesondere wenn die Faltschachtel noch nicht über dem Entleerungsort
platziert ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Handhabungsvorrichtung zum Zusammenschieben
der Hälften einer teleskopierbaren Faltschachtel der Norm C48 verwendet werden kann,
wenn die Dorne der Faltschachtelhaltevorrichtung nicht vollständig in die Faltschachtel
eingefahren sind.
[0010] Vorteilhafterweise weist die Deckelklappenzuhaltevorrichtung wenigstens einen verschwenkbaren
Bügel auf. Der Bügel kann zwischen einer die Deckelklappe zuhaltenden Stellung und
einer die Deckelklappe freigebenden Stellung verschwenkt werden. Somit kann die Deckelklappe
nach Bedarf freigegeben werden.
[0011] Zweckmäßigerweise ist am Bügel ein Haltegriff angeordnet. Der Haltegriff kann von
einem Bediener ergriffen werden, um den Bügel auf komfortable Weise zwischen seinen
Endpositionen zu verschwenken.
[0012] In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Bügel pneumatisch betätigbar.
Dies ermöglicht es, den Bügel ferngesteuert zu betätigen. Pneumatische Betätigungseinrichtungen
sind zudem sehr reaktionsschnell und haben gegenüber hydraulischen Betätigungseinrichtungen
den Vorteil, dass keine Leckagen auftreten können.
[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bügel an einem ersten Ende um eine Bügelschwenkachse
schwenkbar ist, die parallel zu einer Hochachse des Rahmens ist. Auf diese Weise kann
der Bügel in einer Ebene parallel zum Rahmen verschwenkt werden. Zudem ist es möglich,
die Deckelklappe durch Betätigung des Bügels von einer geöffneten Stellung in die
geschlossene Stellung zu verschwenken.
[0014] Der Bügel kann an einem zweiten Ende in einem Auflager fixierbar sein. Durch die
zusätzliche Lagerung im Auflager wird der Bügel belastbarer und im Bereich der Bügelschwenkachse
zudem weniger auf Biegung beansprucht.
[0015] Das Auflager kann mit einem Bügelsensor versehen sein. Somit ist feststellbar, ob
sich der Bügel in einer Stellung befindet, die das Verschwenken einer Deckelklappe
aus der zugeklappten Stellung verhindert.
[0016] Ferner können die Enden des Bügels an benachbarten Seitenteilen des Rahmens fixierbar
sein. Diese Anordnung ermöglicht es, den Rahmen zusätzlich zu stabilisieren.
[0017] Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Deckelklappenzuhaltevorrichtung zwei verschwenkbare
Bügel aufweist, die an gegenüberliegenden Seitenteilen des Rahmens schwenkbar gelagert
sind. Mithin können auch mehrere Deckelklappen, insbesondere mit zwei oder vier Deckelklappen,
in der zugeklappten Stellung fixiert werden.
[0018] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bodenklappenzuhaltevorrichtung
eine verschwenkbare Zuhaltestange aufweist. Durch die Zuhaltestange können eine oder
mehrere Bodenklappen in der zugeklappten Stellung gehalten werden.
[0019] Vorzugsweise ist eine Längsachse der Zuhaltestange zu einer Längsachse eines Seitenteils
des Rahmens parallel. Dies ermöglicht es, die Bodenklappe(n) mit besonders geringen
Haltekräften und insbesondere ohne die Berücksichtigung von Winkelverzügen zu fixieren.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zuhaltestange in einer
Ruhestellung neben ein Seitenteil des Rahmens verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann
die Zuhaltestange platzsparend zur Seite geklappt werden, was insbesondere für den
Transport und die Lagerung der Handhabungsvorrichtung sowie bei einer Benutzung der
Handhabungsvorrichtung ohne Einsatz der Bodenklappenzuhaltevorrichtung von Vorteil
ist.
[0020] Die Zuhaltestange kann mittels einer am Rahmen angeordneten Schwenkmechanik verschwenkbar
sein, wobei die Schwenkmechanik einen Arm aufweist, wobei an einem Ende des Arms die
Zuhaltestange befestigt ist und das andere Ende des Arms an einem Schlitten schwenkbar
gelagert ist, wobei der Schlitten entlang eines Seitenteils des Rahmens verfahrbar
ist. Dies ermöglicht es, den Schlitten besonders platzsparend am Rahmen und gegebenenfalls
unter einer Verkleidung zu befestigen und trotzdem eine ausreichende Stabilität der
Zuhaltestange in der Position zu gewährleisten, in der die Bodenklappe am Verschwenken
aus der zugeklappten Stellung gehindert wird.
[0021] Die Schwenkmechanik kann pneumatisch betätigbar sein. Somit kann die Bodenklappenzuhaltevorrichtung
aus der Ferne gesteuert werden.
[0022] Das erfinderische Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
- Überstülpen des Rahmens über die Faltschachtel;
- Greifen der Faltschachtel mit der Faltschachtelhaltevorrichtung;
- Verschwenken der Bodenklappenzuhaltevorrichtung und/ oder der Deckelklappenzuhaltevorrichtung
in eine Zuhaltestellung;
- Bewegen des Rahmens in eine Entleerungsstellung;
- Verschwenken der Bodenzuhaltevorrichtung und/oder der Deckelzuhaltevorrichtung aus
der Zuhaltestellung; und
- Entleeren der Faltschachtel.
[0023] In einer bevorzugen Weiterbildung sieht das Verfahren vor dem Bewegen des Rahmens
in die Entleerungsstellung als zusätzlichen Verfahrensschritt das Entfernen einer
Umreifung vor.
[0024] Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- den Faltschachtelgreifer in einer in eine Faltschachtel greifenden Stellung, bei der
die Deckelklappenzuhaltevorrichtung in die Zuhaltestellung verschwenkt ist;
- Fig. 2
- den gleichen Rahmen in einer Ansicht schräg von vorne und ohne Faltschachtel;
- Fig. 3
- eine Ansicht des Faltschachtelgreifers von der rechten Seite;
- Fig. 4
- eine Ansicht des Faltschachtelgreifers von vorn, wobei die Verkleidungselemente des
Rahmens teilsweise entfernt sind;
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Faltschachtelgreifer; und
- Fig. 6
- eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts des Rahmens mit daran angeordneten Faltschachtelgreifern.
[0025] Die in den Fig. 1 bis 6 gezeigte Handhabungsvorrichtung 1 in Form eines Faltschachtelgreifers
weist einen über eine Faltschachtel 2 stülpbaren Rahmen 3 mit einer Rahmenöffnung
4 auf. Der Rahmen 3 umfasst eine innere Tragkonstruktion 5, an der mehrere Betätigungselemente
befestigt sind. Diese Tragkonstruktion 5 wird durch verschieden geformte Verkleidungselemente
6 im normalen Betrieb verdeckt. Der Rahmen 3 ist über eine Kupplung 7 an einen nicht
näher dargestellten Roboterarm anschließbar. Der Rahmen weist ferner Löcher bzw. Ausnehmungen
43 auf, die der Gewichtsreduktion dienen.
[0026] Der Rahmen 3 weist eine Faltschachtelhaltevorrichtung 8 auf. Diese umfasst jeweils
zwei Faltschachtelhalter 9 pro Seitenteil des Rahmens 3. Die Faltschachtelhalter 9
weisen jeweils eine Anlageplatte 11 auf, die mittels eines Gummifederelementes 44
federn gelagert ist, wie in Fig. 6 in dem vergrößerten Abschnitt A des Rahmens 3 dargestellt.
Hierdurch ist gewährleistet das die Dorne 12, bevorzugt vier Stück, die auf der Anlageplatte
11 befestigt sind, sich parallel zur Faltschachtel 2 ausrichten. Die Dornen 12 können
in eine Faltschachtel 2 gestoßen werden. Die Faltschachtelhalter 9 sind jeweils durch
Pneumatikzylinder 10 um Schwenkachsen SA9 verschwenkbar. Diese Schwenkachsen SA9 sind
parallel zur Hochachse HA3 des Rahmens 3.
[0027] Erfindungsgemäß ist der Faltschachtelgreifer 1 mit einer Deckelklappenzuhaltevorrichtung
13 und einer Bodenklappenzuhaltevorrichtung 14 versehen, um verhindern zu können,
dass eine Deckelklappe 15 und/oder eine Bodenklappe der Faltschachtel 2 aus einer
zugeklappten Stellung verschwenkt.
[0028] Die Deckelklappenzuhaltevorrichtung 13 weist in dieser Ausführungsform zwei Bügel
17 auf, die um Bügelschwenkachsen SA17 verschwenkbar und an gegenüberliegenden Seitenteilen
18 des Rahmens 3 befestigt sind. Die Bügelschwenkachsen SA17 verlaufen ebenfalls parallel
zu der Hochachse HA3 des Rahmens 3. Das Verschwenken wird durch am Rahmen 3 unterhalb
der Verkleidung befestigte, pneumatische Zylinder bewirkt. Die Bügel 17 weisen jeweils
ein U-Profil 20 auf. An jedem U-Profil 20 ist ein Haltegriff 21 angeordnet. Ferner
weist jedes U-Profil 20 zur Gewichtsreduktion zwei Langlöcher 22 auf. Die der Bügelschwenkachse
SA17 jeweils gegenüberliegenden Enden 23 der Bügel 17 sind in Auflagern 24 gehalten.
Die Bügel 17 kommen dabei in Schlitzen 25 der Auflager 24 zur Anlage. Die Auflager
24 sind auf dem Rahmen 3 befestigt. Die Auflager 24 sind weiterhin mit Bügelsensoren
versehen, die es ermöglichen festzustellen, ob sich ein Bügelende 23 im Auflager 24
befindet. Wie man insbesondere an den Figuren 1, 2 und 5 erkennen kann, sind die Enden
23, 26 eines jeden Bügels 17 an benachbarten Seitenteilen 18, 27 des Rahmens 3 fixierbar.
[0029] Die Bodenklappenzuhaltevorrichtung 14 weist eine verschwenkbare Zuhaltestange 28
auf. Die Zuhaltestange 28 kann zwischen mehreren Stellungen verschwenkt werden, wobei
in den Figuren jeweils nur eine Ruhestellung RS gezeigt ist, bei der sich die Zuhaltestange
28 neben einer Faltschachtel 2 befindet. Die Zuhaltestange 28 kann außerdem in eine
weitere Ruhestellung in der Rahmenebene RE und eine Zuhaltestellung quer dazu, d.h.
unter die Faltschachtel 2 greifend, verfahren werden.
[0030] Die Zuhaltestange 28 ist an einem Arm 29 einer Schwenkmechanik 30 befestigt. Hierzu
ist an einem Befestigungsende 31 der Zuhaltestange 28 eine Flanschplatte 32 vorgesehen.
Die Flanschplatte 32 ist über vier Schrauben 33 mit einer Gegenhalteplatte 34 verschraubbar,
so dass ein Ende 35 des Arms 29 zwischen der Flanschplatte 32 und der Gegenhalteplatte
34 klemmend aufnehmbar ist. Auf diese Weise wird eine besonders steife Verbindung
der Zugstange 28 mit dem Arm 29 bereitgestellt, die zudem nachträglich justierbar
ist. Der Arm 29 ist an seinem anderen Ende 36 schwenkbar an einem Schlitten 37 gelagert.
Dieser Schlitten 37 ist durch einen Pneumatikzylinder 38 in Längsrichtung LR des vorderen
Seitenteils 18 des Rahmens 3 verlagerbar. Mit dem Arm 29 ist ein Hebelarm 39 winkelversetzt
gekoppelt. Der Hebelarm 39 ist über ein Gelenk 40 mit einem Gelenkarm 41 verbunden.
Der Gelenkarm 41 wiederum ist an einem Lager 42, das am Rahmen 3 befestigt ist, drehbar
gelagert. Der Gelenkarm 41 ist in der Länge L verstellbar. Eine solche Schwenkmechanik
30 ermöglicht es, den Winkelbereich, in dem die Zuhaltestange 28 verschwenkbar ist,
nach Bedarf einzustellen.
Bezugszeichen
[0031]
- 1 -
- Faltschachtelgreifer
- 2 -
- Faltschachtel
- 3 -
- Rahmen
- 4 -
- Rahmenöffnung
- 5 -
- Tragkonstruktion
- 6 -
- Verkleidungselement
- 7 -
- Kupplung
- 8 -
- Faltschachtelhaltevorrichtung
- 9 -
- Faltschachtelhalter
- 10 -
- Pneumatikzylinder
- 11 -
- Anlageplatte
- 12 -
- Dorn
- 13 -
- Deckelklappenzuhaltevorrichtung
- 14 -
- Bodenklappenzuhaltevorrichtung
- 15 -
- Deckelklappe
- 17 -
- Bügel
- 18 -
- Seitenteil
- 20 -
- U-Profil
- 21 -
- Haltegriff
- 22 -
- Langloch
- 23-
- Ende von 17
- 24 -
- Auflager
- 25 -
- Schlitz
- 26-
- Ende von 17
- 27 -
- Seitenteil
- 28 -
- Zuhaltestange
- 29 -
- Arm
- 30 -
- Schwenkmechanik
- 31 -
- Befestigungsende
- 32 -
- Flanschplatte
- 33 -
- Schraube
- 34 -
- Gegenhalteplatte
- 35-
- Ende von 29
- 36-
- Ende von 29
- 37 -
- Schlitten
- 38 -
- Pneumatikzylinder
- 39 -
- Hebelarmverzugsgelenk
- 41 -
- Gelenkarm
- 42 -
- Lager
- 43 -
- Löcher bzw. Ausnehmungen
- 44 -
- Gummifederelement
- HA3 -
- Hochachse von 3
- L -
- Länge von 41
- LA18 -
- Längsachse von 18
- LA28 -
- Längsachse von 28
- RS -
- Ruhestellung
- SA17 -
- Schwenkachse von 17
- SA9 -
- Schwenkachse von 9
- ZS -
- zugeklappte Stellung
1. Handhabungsvorrichtung, insbesondere Faltschachtelgreifer, die einen Rahmen (3) mit
einer Rahmenöffnung (4) aufweist, wobei der Rahmen (3) über eine Faltschachtel (2)
stülpbar ist und an dem Rahmen (3) eine Faltschachtelhaltevorrichtung (8) vorgesehen
ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (3) eine Deckelklappenzuhaltevorrichtung (13) und/ oder eine Bodenklappenzuhaltevorrichtung
(14) zum Verhindern des Verschwenkens wenigstens einer Deckelklappe (15) und/ oder
wenigstens einer Bodenklappe der Faltschachtel (2) aus einer zugeklappten Stellung
(ZS) angeordnet ist.
2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelklappenzuhaltevorrichtung (13) wenigstens einen verschwenkbaren Bügel (17)
aufweist.
3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bügel (17) ein Haltegriff (21) angeordnet ist.
4. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (17) pneumatisch betätigbar ist.
5. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (17) an einem ersten Ende (26) um eine Bügelschwenkachse (SA17) parallel
zu einer Hochachse (HA3) des Rahmens (3) schwenkbar ist.
6. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (17) an einem zweiten Ende (23) in einem Auflager (24) fixierbar ist.
7. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager (24) mit einem Bügelsensor versehen ist.
8. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (23, 26) des Bügels (17) an benachbarten Seitenteilen (18) des Rahmens
(3) fixierbar sind.
9. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelklappenzuhaltevorrichtung (13) zwei verschwenkbare Bügel (17) aufweist,
die an gegenüberliegenden Seitenteilen (18) des Rahmens (3) schwenkbar gelagert sind.
10. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenklappenzuhaltevorrichtung (14) eine verschwenkbare Zuhaltestange (28) aufweist.
11. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (LA28) der Zuhaltestange (28) zur Längsachse (LA18) eines Seitenteils
(18) des Rahmens (3) parallel ist.
12. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, die Zuhaltestange (28) in eine Ruhestellung neben einem der Seitenteile (27) des
Rahmens (3) verschwenkbar ist.
13. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuhaltestange (28) mittels einer am Rahmen (3) angeordneten Schwenkmechanik (30)
verschwenkbar ist, wobei die Schwenkmechanik (30) einen Arm (29) aufweist, wobei an
einem Ende (35) des Arms (29) die Zuhaltestange (28) befestigt ist und das andere
Ende (36) des Arms (29) an einem Schlitten (37) schwenkbar gelagert ist, wobei der
Schlitten (37) entlang eines Seitenteils (18) des Rahmens (3) verfahrbar ist.
14. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkmechanik (30) pneumatisch betätigbar ist.
15. Verfahren zur Entleerung einer Faltschachtel (2) mit einer Handhabungsvorrichtung
(1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Überstülpen des Rahmens (3) über die Faltschachtel (2);
- Greifen der Faltschachtel (2) mit der Faltschachtelhaltevorrichtung (8);
- Verschwenken der Bodenklappenzuhaltevorrichtung (14) und/ oder der Deckelklappenzuhaltevorrichtung
(13) in eine Zuhaltestellung (ZS);
- Bewegen des Rahmens (3) in eine Entleerungsstellung;
- Verschwenken der Bodenklappenzuhaltevorrichtung (14) und/ oder der Deckelklappenzuhaltevorrichtung
(13) aus der Zuhaltestellung (ZS); und
- Entleeren der Faltschachtel (2).