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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ferner können die Enden des Bügels an benachbarten Seitenteilen des Rahmens fixierbar sein. Diese Anordnung ermöglicht es, den Rahmen zusätzlich zu stabilisieren.

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.

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.

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.

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.

Die Schwenkmechanik kann pneumatisch betätigbar sein. Somit kann die Bodenklappenzuhaltevorrichtung aus der Ferne gesteuert werden.

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.

In einer bevorzugen Weiterbildung sieht das Verfahren vor dem Bewegen des Rahmens in die Entleerungsstellung als zusätzlichen Verfahrensschritt das Entfernen einer Umreifung vor.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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