Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von

Packungsmänteln zu einer Förderlinie einer Füllmaschine für flüssiges Füllgut aus einem Magazin zur Aufnahme eines

Stapels flach gefalteter Packungsmäntel. Das Verfahren umfasst das Entnehmen einzelner Packungsmäntel an einer

Entnahmeseite des Magazins und das Ausüben einer Anpresskraft auf den Stapel flach gefalteter Packungsmäntel mittels einer verfahrbaren Presseinheit des Magazins. Außerdem betrifft die Erfindung ein Magazin zur Aufnahme eines Stapels flach gefalteter Packungsmäntel für eine Füllmaschine für flüssiges Füllgut umfassend Führungselemente zur Führung und Halterung des Stapels flach gefalteter Packungsmäntel, an einer

Entnahmeseite des Magazins angeordnete Rückhalteelemente und eine mit einem Antrieb bewegliche Presseinheit zum Erzeugen einer Presskraft in Richtung der Entnahmeseite des Magazins. Füllmaschinen zur Abfüllung von flüssigem Füllgut,

insbesondere flüssiger Lebensmittel, in aus

Kartonverbundmaterial bestehende Packungsbehälter sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Aufbau bekannter

Füllmaschinen wird beispielsweise auf die EP 0 936 992 Bl und die DE 41 42 167 C2 hingewiesen.

Die üblicherweise quaderförmigen Packungsbehälter werden aufgrund der besseren Transportfähigkeit aus mit Knickkanten versehenen und zu Packungsmänteln zusammengeschweißten

Packungszuschnitten erst in der Füllmaschine hergestellt. Jeder flach gefaltete Packungsmantel weist vier durch

parallel verlaufende äußere und innere Knickkanten

voneinander getrennte Packungswände auf. Der mindestens einen Förderlinie der Füllmaschine werden die flach gefalteten Packungsmäntel aus einem Magazin zugeführt. In dem Magazin sind die Packungsmäntel als Stapel, üblicherweise aufrecht stehend, hintereinander angeordnet. An einer in Richtung der Förderlinie weisenden Entnahmeseite des Magazins liegen zwei der vier Packungswände des jeweils vorderen Packungsmantels frei. Damit die Packungsmäntel an der Entnahmeseite nicht aus dem Magazin herausfallen, sind an der Entnahmeseite Rückhalteelemente angeordnet, die sich entlang der äußeren Knickkanten des vorderen Packungsmantels erstrecken. Der Stapel wird an seiner Rückseite in Richtung der Entnahmeseite mit einer Presskraft beaufschlagt, um die Packungsmäntel des Stapels zur Entnahmeseite hin zu

verschieben .

Eine Entnahmevorrichtung an der Entnahmeseite umfasst einen Sauggreifer zum Erfassen einer der beiden an der

Entnahmeseite des Magazins freigegebenen Packungswände. Die Entnahmevorrichtung faltet den zunächst flach gefalteten Packungsmantel zu einem im Querschnitt ein Rechteck bildenden Packungsmantel auf.

Eine störungsfreie Entnahme der Packungsmäntel aus dem

Magazin setzt an der Entnahmeseite eine möglichst geringe Presskraft auf die Packungsmäntel voraus. Da sich die

aufrecht stehenden Packungsmäntel im Magazin über eine

Gleitfläche bewegen, entsteht durch Reibung eine der

Presskraft und Transportrichtung entgegen gesetzte Kraft. Demzufolge muss die Presskraft bei vollständig gefülltem Magazin hoch sein, um einen Transport der Packungsmäntel in Richtung der Entnahmeseite zu gewährleisten. Diese hohe

Presskraft verhindert jedoch bei einem wenig gefüllten

Magazin die störungsfreie Entnahme der Packungsmäntel mittels der Sauggreifer.

Figur 1 zeigt ein Magazin (6) einer Füllmaschine nach dem Stand der Technik. Mittels einer Presseinheit (1) wird eine konstante Presskraft auf den Stapel (2) mit Packungsmänteln ausgeübt. Die Presskraft wird entweder über ein mit einem Gewicht (3) belastetes Zugseil (4) auf die Presseinheit (1) übertragen oder durch einen pneumatischen Zylinder erzeugt. Um der Problematik zu hoher Kräfte bei wenig gefülltem bzw. zu geringer Kräfte bei vollständig gefülltem Magazin (6) zu begegnen, werden als Gleitfläche (5) für die Packungsmäntel spezielle, reibungsarme Leisten vorgesehen.

Trotz der reibungsarmen Leisten lässt sich das Magazin (6) nur in einem bestimmten Bereich des Füllgrades betriebssicher betreiben. Außerhalb des Bereichs kommt es unverändert aufgrund zu niedriger oder zu hoher Presskräfte zu

Abzugsstörungen an der Entnahmeseite. Darüber hinaus führen bei der gewichtsbelasteten Presseinheit (1) Seilrisse zu Betriebsstörungen, einem erhöhten Reparaturaufwand sowie Produktionsausfällen der Füllmaschine.

Die US 6,357,202 Bl offenbart ein Magazin einer Füllmaschine, wobei eine Zuführung der Packungsmäntel von einer Befüllseite in das Magazin erfolgt. Auf der Entnahmeseite des Magazins ist ein fester Anschlag vorhanden, während die letzten

Packungsmäntel auf der Befüllseite durch Klemmplatten vor dem Umkippen gesichert werden. Der Vorschub der Packungsmäntel in dem Magazin erfolgt mittels eines Pressstempels. Da auf der Entnahmeseite eine stetige Entnahme von Packungsmänteln erfolgt, bewegen sich die am hinteren Ende des Stapels anliegenden Klemmplatten in Richtung der Entnahmeseite des Magazins. Eine Wegmesser zeigt dabei an, wenn ein

vorbestimmter Mindestfüllstand des Magazins unterschritten wird. Bei Unterschreiten des Mindestfüllstandes wird mit

Hilfe des Pressstempels für die erforderliche Nachführung der Packungsmäntel in das Magazin gesorgt. Die EP 2 314 527 AI offenbart ein Magazin umfassend zwei Förderbänder mit Trennmitteln, die Aufnahmetaschen zur

Aufnahme der Packungsmäntel in dem Magazin bilden. Durch diese Taschen wird der Stapel unterteilt und bewirkt, dass der auf die Stapel wirkende Druck lediglich in einem engen Band variiert.

Die FR 2649086 AI offenbart eine Vorrichtung und ein

Verfahren zum Zuführen von Papier in Richtung einer

Abgabevorrichtung einer Fotokopiermaschine. Zum Entnehmen einzelner Blätter weist die Abgabevorrichtung an einer

Entnahmeseite des Papierbehälters an dem Papierstapels anliegende Rollen auf, die das im Stapel vorderste Blatt nach unten austragen. Zum Ausüben einer Anpresskraft auf den

Papierstapel in dem Papierbehälter weist die Vorrichtung einen in Richtung der Abgabevorrichtung verfahrbaren

Schlitten mit einer senkrecht nach oben weisenden Stützwand auf, an der eine Druckplatte angeordnet ist, die an der Rückseite des Papierstapels anliegt. Die Druckplatte stützt sich über eine Feder an der Stützwand ab. Der Schlitten wird von einer Motorgetriebeeinheit entlang einer Schiene hin- und herbewegt. Durch die kontinuierliche Abgabe von Blättern an der Entnahmeseite des Papierbehälters durch die

Abgabevorrichtung reduziert sich die Größe des Papierstapels in dem Papierbehälter, wodurch sich die Feder zwischen der

Druckplatte und der Stützwand entspannt. Mit der Entspannung der Feder vergrößert sich der Abstand zwischen der

Druckplatte und der Stützwand. Bei Erreichen eines

vorbestimmten minimalen Wertes der Federkraft wird ein

Schaltelement betätigt, das die Motorgetriebeeinheit

aktiviert. Hierdurch nähert sich die Stützwand wieder der Druckplatte, wodurch die Druckfeder vorgespannt wird und der ursprüngliche maximale Druckwert erreicht wird. Durch die weitere, fortlaufende Abgabe von Blättern mit Hilfe der Abgabevorrichtung an der Entnahmeseite kommt es anschließend wieder zu einer Entspannung der Feder. Folglich schwankt der auf den Papierstapel von der Druckplatte ausgeübte Anpressdruck zwischen dem durch die Federn zwischen der

Druckplatte und Stützwand vorgegebenen Minimal- und

Maximalwert. Indem die minimalen und die maximalen Werte des von der Druckplatte auf den Papierstapel ausgeübten Drucks vorzugsweise relativ nah beieinander liegen, soll während der gesamten Entleerung des Papierstapels ein im Wesentlichen konstanter Druck auf den Papierstapel ausgeübt werden. Die DE 195 45 057 Cl offenbart ein Verfahren zum Zuführen von flachen Postsendungen zur Saugvereinzelung einer

Postverteilanlage unter Verwendung einer Zuführeinrichtung, die aus einem Trennmesser und einem Unterflurband besteht. Der Sendungsstapel wird mittels des Unterflurbandes und dem daran befestigten, gefederten Trennmesser der

Saugvereinzelung zugeführt. Die Saugvereinzelung umfasst einen Reibriemen, der gelocht ausgeführt ist und eine unter dem Reibriemen angeordnete Saugwanne, die mittels Unterdruck die jeweils vorderste Sendung an den Reibriemen zieht. Zur Erreichung eines gleichmäßigen Stapeldrucks in dem

Sendestapel wird die Dicke jeder entnommenen Sendung mit einem Dickenmesser bestimmt und das Trennmesser mit dem

Unterflurband, um den Betrag der Dicke nachgefahren. Um sich aufaddierende Fehler der Dickenmessung zu korrigieren, ist darüber hinaus eine Stapeldruckregelung vorgesehen, die mit Hilfe von zwei Positionssensoren, die rechts und links neben dem gefederten Trennmesser platziert sind, den Stapeldruck zu erfassen. Ist der Stapeldruck zu hoch, verbiegt sich das an der Rückseite des Stapels anliegende federnde Trennmesser in Richtung des links davon angeordneten Sensors. Ist der

Stapeldruck zu gering, bewegt sich das federnde Trennmesser in Richtung des rechts liegenden Sensors. Durch Bewegung des Unterflurbandes wird der Stapeldruck nachgeregelt. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Zuführung von Packungsmänteln aus einem Magazin zu einer Förderlinie einer Füllmaschine zu schaffen, das unabhängig vom Füllgrad des Magazins eine störungsfreie Entnahme der Packungsmäntel aus dem Magazin erlaubt. Des Weiteren soll ein Magazin zur

Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Magazin mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst .

Die Position der Presseinheit im Magazin korrespondiert mit dem Füllgrad bzw. der Größe des Stapels in dem Magazin. Indem erfindungsgemäß die Position der Presseinheit bestimmt wird, kann daher abhängig von deren Position und damit dem Füllgrad des Magazins die Anpresskraft gezielt verändert werden.

Mit abnehmender Größe des Stapels nimmt die Reibungskraft ab, die der Anpresskraft entgegenwirkt. In vorteilhafter

Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher die Anpresskraft mit abnehmender Größe des Stapels kontinuierlich reduziert .

Für die störungsfreie Entnahme der Packungsmäntel mit Hilfe von Sauggreifern ist es besonders vorteilhaft, wenn die

Anpresskraft unabhängig von der Größe des Stapels an der Entnahmeseite des Magazins mittels der Steuerung konstant gehalten wird. Der Sauggreifer entnimmt die Packungsmäntel dann unter stets gleichen Bedingungen an der Entnahmeseite des Magazins.

Zum Bestimmen der Position der Presseinheit weist das

erfindungsgemäße Magazin eine Messvorrichtung auf, die insbesondere als Wegmesssystem ausgeführt ist. Das

Wegmesssystem erfasst den Abstand der beweglichen

Presseinheit zu einem ortsfesten Bezugspunkt. Um den

Wartungsaufwand der Messvorrichtung so gering wie möglich zu halten, führt das Wegmesssystem eine optische Abstandsmessung durch. Die optische Abstandsmessung beruht insbesondere auf einer Messung der Laufzeit, die ein Lichtstrahl braucht, um zur Quelle des Lichtstrahls reflektiert zu werden. Durch Messen dieser Laufzeit kann man über die Lichtgeschwindigkeit die Distanz zwischen der Lichtquelle und einem

reflektierenden Objekt ermitteln. In vorteilhafter

Ausgestaltung ist daher eine passive Reflektionsflache an der beweglichen Presseinheit angeordnet, während die Lichtquelle zur Erzeugung des Lichtstrahls sowie der Sensor, auf den der reflektierte Lichtstrahl auftrifft, ortsfest, insbesondere an dem Magazin angeordnet sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Magazin eine Linearführung zur geradlinigen Führung der

Presseinheit in Richtung der Entnahmeseite auf. Der Antrieb der Presseinheit ist vorzugsweise als fluidbetriebener

Antrieb ausgeführt und kann in die Linearführung integriert oder als separater Zylinder ausgeführt sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem fluidbetriebenen Zylinder um einen pneumatischen Zylinder. Der fluidbetriebene Zylinder ist vorzugsweise beidseitig beaufschlagbar, so dass die

Presseinheit mit dem Antrieb nicht nur in Richtung der

Entnahmeseite, sondern auch aktiv von der Entnahmeseite weg bewegbar ist, um das Magazin vollständig mit flachgefaltete Packungsmänteln zu füllen. Die Rückbewegung der Presseinheit kann jedoch auch anderweit, beispielsweise bei

druckentlastetem fluidbetriebenem Antrieb mittels einer

Rückholfeder erfolgen.

Um die Presskraft des fluidbetriebenen Antriebs abhängig von der erfassten Position der Presseinheit steuern zu können, weist die Steuerung für den Antrieb vorzugsweise ein

Proportional-Ventil zur Veränderung des dem Antrieb

zugeführten Volumenstroms des Fluids auf. Abhängig von der ermittelten Presskraft wird die Ventilöffnung des Proportional-Ventils verändert.

Um das Befüllen des Magazins mit Packungsmänteln zu

erleichtern, sind an der Presseinheit mehrere federbelastete Sperrelemente angeordnet, die an der Rückseite des Stapels zur Anlage bringbar sind. Die federbelasteten Sperrelemente weichen beim Befüllen des Magazins aus und legen sich

anschließend an die Rückseite des Stapels an. Über die

Sperrelemente überträgt die Presseinheit nach dem Befüllen des Magazins die Presskräfte auf den Stapel.

Die entnahmeseitig vorgesehenen Rückhalteelemente sind bevorzugt als Haltekanten ausgeführt, die an den äußeren Knickkanten des jeweils vorderen Packungsmantels in dem

Stapel anliegen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 2 eine Seitenansicht eines Magazins einer

Füllmaschine sowie

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Magazins nach

Figur 2.

Figur 2 zeigt ein Magazin (10) zur Aufnahme eines Stapels (20) flachgefalteter Packungsmäntel einer Füllmaschine für flüssiges Füllgut.

Zur Führung und Halterung des Stapels (20) sind an dem

Magazin (10) Führungselemente (30) angeordnet. Die

Führungselemente (30) umfassen Führungsleisten (31 a, b) , die an Seitenflächen (21) des Stapels (20) anliegen. Des Weiteren umfassen die Führungselemente (30) eine Gleitschiene (32) mit einer horizontalen Gleitfläche über die die Packungsmäntel in Richtung einer Entnahmeseite (11) des Magazins (10) gleiten. An der der Entnahmeseite (11) gegenüberliegenden Befüllseite (12) sind an den stirnseitigen Enden der Führungsleisten (31 a, b) jeweils nach außen abgewinkelte Führungsbleche (33 a, b) angeordnet.

Das Magazin (10) weist darüber hinaus eine bewegliche

Presseinheit (40) zum Erzeugen einer Presskraft in Richtung der Entnahmeseite (11) des Magazins (10) auf. Die

Presseinheit (40) umfasst zwei parallel zu den Seitenflächen (21) des Stapels (20) ausgerichtete Seitenwangen (41), die bodenseitig über einen Sockel (42) miteinander verbunden sind. An dem Sockel (42) befindet sich ein

Gleitführungselement (43) , das längsverschieblich auf einer Linearführung (50) zwischen der Befüllseite (12) und der Entnahmeseite (11) geradlinig geführt ist. An der

Linearführung (50) ist ein pneumatischer Antrieb zum

Verschieben der Presseinheit (40) entlang der Linearführung (50) und zum Erzeugen der Presskraft in Richtung der

Entnahmeseite (11) des Magazins (10) angeordnet. An der

Unterseite der Linearführung (50) ist ein Proportional-Ventil (60) zur Veränderung des Volumenstroms der dem pneumatischen Antrieb zugeführten Luft angeordnet. Die Einleitung der Presskräfte auf die Rückseite (22) des Stapels (20) erfolgt über an den Innenflächen der

Seitenwangen (41) angeordnete federbelastete Sperrelemente (44), die zudem ein Hindurchschieben der in das Magazin nachzufüllenden Packungsmäntel von der Befüllseite (12) aus erlauben.

An der Entnahmeseite (11) des Magazins sind stirnseitig an der Gleitschiene (32) Haltekanten (34) angeschraubt, die an den äußeren Knickkanten des jeweils vorderen Packungsmantels in dem Stapel (20) zur Anlage gelangen. Infolge geringfügiger Verformungen des jeweils vorderen Packungsmantels beim Herausziehen aus dem Magazin (10) mit Hilfe der nicht

dargestellten Sauggreifer gelangen die äußeren Knickkanten aus dem Wirkungsbereich der Rückhalteelemente, so dass der Packungsmantel aus dem Magazin (10) entnommen, aufgerichtet und der Förderlinie der Füllmaschine zugeführt werden kann.

Außerdem weist das Magazin (10) ein Wegmesssystem (70) für eine optische Abstandsmessung auf. An der Stirnseite der Linearführung (50) ist ein Haltewinkel (71) befestigt, an dem ein Laser-Abstandssensor (72) angeordnet ist. An der rechten Seitenwange (41) der Presseinheit (40) ist eine

Reflektionsfläche (73) befestigt, die sich senkrecht von der Seitenwange (41) nach außen erstreckt. Ein von dem Laser- Abstandssensor (72) erzeugter Laserstrahl wird von dieser Reflektionsfläche (73) reflektiert und trifft anschließend auf den Sensor des Laser-Abstandssensors (72).

Abhängig von der Position der an der beweglichen Presseinheit (40) angeordneten Reflektionsfläche (73) zu dem ortsfesten Laser-Abstandssensor (72) ändert sich die Laufzeit, die der Laserstrahl braucht, um zum Laser-Abstandssensor (72) reflektiert zu werden. Durch Messen der Laufzeit wird die Distanz zwischen dem Laser-Abstandssensor (72) und der

Reflektionsfläche (73) an der Presseinheit (40) von einer Steuerung ermittelt.

Das erfindungsgemäße Magazin arbeitet wie folgt:

Mittels des Wegmesssystems (70) wird die Position der

Presseinheit (40) erfasst. Abhängig von der erfassten

Position wird die Anpresskraft, die mittels des pneumatischen Antriebs auf die Presseinheit (40) ausgeübt wird, mit

abnehmender Größe des Stapels (20) reduziert. Mit Größe des Stapels (20) ist die Erstreckung des Stapels von der

Entnahmeseite (11) bis zu dessen Rückseite (22) gemeint. Die Steuerung berechnet die Anpresskraft vorzugsweise derart, dass unabhängig von der Größe des Stapels (20) an der

Entnahmeseite (11) des Magazins (10) die Anpresskraft konstant gehalten wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei der Entnahme der Packungsmäntel stets gleiche Bedingungen herrschen. Durch die Reduktion der Anpresskraft mit

abnehmender Größe des Stapels (20) wird gewährleistet, dass eine störungsfreie Entnahme der Packungsbehälter unabhängig vom Füllgrad des Magazins möglich ist. Die Einstellung der Presskraft erfolgt durch Ansteuerung des Proportionalventils (60), das den Volumenstrom, der dem pneumatischen Antrieb zugeführt wird, entsprechend der benötigten Presskraft verändert. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und Magazins besteht darin, dass das Magazin (10) vollständig gefüllt werden kann, ohne dass bei der Entnahme der

Packungsbehälter aus dem vollständig gefüllten Magazin

Störungen auftreten. Des Weiteren kann das Magazin vor dem Wiederauffüllen nahezu vollständig leer gefahren werden, ohne dass es in Folge zu hoher Anpresskräfte zu Entnahmestörungen kommt. In Folge dessen verlängern sich bei gleicher

Dimensionierung des Magazins die Nachfüllintervalle, wodurch ein effizienterer Betrieb der Füllmaschine erreicht wird.

Bezugszeichenliste

Nr. Bezeichnung Nr. Bezeichnung

1 Presseinheit 60 Proportional-Ventil

2 Stapel

3 Gewicht 70 WegmessSystem

4 Zugseil 71 Haltewinkel

5 Gleitflächen 72 Laser-Abstandssensor

6 Magazin 73 Reflektionsfläche

10 Magazin

11 Entnahmeseite

12 Befüllseite

20 Stapel

21 Seitenflächen

22 Rückseite

30 Führungselemente

31 a, b Führungsleisten

32 Gleitschiene

33 a, b Führungsbleche

34 Rückhalteelemente

40 Presseinheit

41 Seitenwangen

42 Sockel

43 Gleitführungselement

44 Sperrelemente

45 Vorschubrichtung

50 Linearführung