zum Verpacken von gefüllten Behältern

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäß Oberbegriff Patentspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 12.

In einer aus DE 10201 1084135 A1 bekannten Anlage zum Behandeln von Behältern wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem Behälter-Dimensionsabweichungen gemessen und abhängig von ermittelten Behälter-Dimensionsabweichungen über eine Steuerung automatisch Umstellungen an Anlagestationen automatisch ausgeführt werden. So kann nach Ermitteln des Behälterdurchmessers der Behältereinlauf an der Packstation entsprechend umgestellt werden. Da jedoch keine das Packmaterial bearbeitenden Arbeitskomponenten der Packstation umgestellt werden, können bei Dimensionsabweichungen der Behälter und/oder des Packmaterials in der Packstation Verklemmungen auftreten oder mängelbehaftete Gebinde, beispielsweise mit zu hoher oder zu niedriger Packdichte, gebildet werden. Deshalb müssen dann Bediener der Anlage zumindest Packmaterial bearbeitende Arbeitskomponenten der Packstation entsprechend nachjustieren, falls mängelbehaftete Gebinde ausgestoßen wurden, was zu langer Nachrüstzeit bzw. zu langer Ramp-Up-Zeit führt und unvermeidlich nennenswerten Ausschuss bedingt. Außerdem wird hierfür gut geschultes Bedienpersonal benötigt, das individuell zu entscheiden hat, wann und wie die Packstation nachzujustieren ist.

Von Interesse sind ferner EP 1959228 B1 , DE 10201 10174P8 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Verpacken gefüllter Behälter anzugeben, die es ermöglichen, die Ramp-Up-Zeit zu verkürzen, die Ausschussquote an mängelbehafteten Gebinden zu reduzieren, und ohne speziell geschultes Bedienpersonal arbeiten zu können.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und verfahrensgemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.

Da in der Anlage zumindest in der Packstation das Packmaterial bearbeitende Arbeitskomponenten in Abhängigkeit von zumindest einer ermittelten Dimensionsabweichung der gefüllten Behälter automatisch umgestellt werden, entfallen Verklemmungen in der Packstation und lässt sich die Ramp-Up-Zeit signifikant verkürzen. Da im Verfahren zumindest das Packmaterial bearbeitende Arbeitskomponente in der Packstation automatisch in Abhängigkeit ermittelter Dimensionsabweichungen zumindest der Behälter umgestellt werden, braucht kein geschultes Bedienpersonal einzugreifen und wird die Ausschussquote mängelbehafteter Gebinde spürbar reduziert.

Dimensionsabweichungen der gefüllten Behälter können aus dem Füllvorgang oder dem Inhalt der Behälter resultieren, oder aus fluktuierender Qualität der Behälter oder aus variierenden Druckverhältnissen in oder bei Anlagenstationen.

In einer Ausführungsform der Anlage ist in einem Schrumpftunnel der Packstation die Einwirktemperatur auf das Folien-Packmaterial umstellbar, vorzugsweise bei ermitteltem Behälter- Untermaß gegenüber einer Solldimension anhebbar und bei ermitteltem Übermaß absenkbar. Dies vermeidet die Rissbildung des geschrumpften Folien-Packmaterials, Schäden an Behältern, oder eine zu niedrige Packdichte im Gebinde.

Zweckmäßig sind über die Steuerung in einem Behälterzulauf der Packstation wenigstens ein Geländer und ein Gassenblech, in einer Behälterhandlings-Sektion wenigstens ein Einteil- Gassenblech und eine Behälter-Führungsleiste umstellbar, vorzugsweise bei ermitteltem Übermaß nach außen und bei ermitteltem Untermaß nach innen. Dadurch wird ein korrekter Behälterdurchlauf ohne Stau oder Lockerung gewährleistet.

In einer Ausführungsform wird beim Umstellen der Einwirktemperatur im Schrumpftunnel zum Anpassen eines Abstands von Behältern zu Tunnelwänden wenigstens eine Tunnelwand nach außen oder innen verstellt. Auf diese Weise wird eine im Wesentlichen konstante Packdichte ohne Verklemmungen oder Lockerungen erzielt.

Im Übrigen kann zumindest beim Ermitteln von Behälter-Dimensionsabweichungen der Innendruck und/oder der Außendruck gemessen werden. Der Innendruck lässt unter Berücksichtigung des Außendrucks relativ genau auf eine aufgetretene Behälter-Dimensionsabweichung schließen.

In einer weiteren Ausführungsform der Anlage, in welcher Gebinde mit Zuschnitts-Packmaterial gebildet werden, ist wenigstens eine weitere Messeinrichtung zum Ermitteln einer Dimensionsabweichung des Zuschnitts-Packmaterials, insbesondere von Karton-Zuschnitten, vorgesehen und mit der Steuerung verknüpft. Somit lassen sich über die Steuerung auf das Zuschnitts- Packmaterial einwirkende Arbeitskomponenten zumindest in der Packstation auf der Basis eines Vergleichs von ermittelten Behälter-Dimensionsabweichungen und/oder Zuschnitts- Packmaterial-Dimensionsabweichungen automatisch umstellen, um Verklemmungen in der Packstation und/oder mängelhafte Gebinde zu vermeiden.

Zweckmäßig wird mit der weiteren Messeinrichtung ein Übermaß oder Untermaß gegenüber einer Solldimension des Zuschnitts-Packmaterials im Hinblick auf Dicke und/oder Größe, vorzugsweise sogar durch Feuchtemessung und/oder Außendruckmessung, ermittelt.

Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn über die Steuerung bei ermitteltem Übermaß des Zuschnitts-Packmaterials wenigstens eine Schachtwand einer Zuschnitts-Handlingssektion nach außen, und vorzugsweise, wenigstens eine Zuschnitts-Führung einer Zuschnitts-Handlingssektion nach außen, und vorzugweise, in einer Gebinde-Handlingssektion wenigstens eine Leimdüse und/oder eine Anpressleiste nach außen umstellbar sind, und bei ermitteltem Untermaß jeweils nach innen umstellbar sind.

Zweckmäßig weist die jeweilige Messeinrichtung wenigstens eine Kamera auf, vorzugsweise eine CCD-Kamera. Die Messeinrichtung für das Zuschnitts-Packmaterial kann einen Feuchtesensor umfassen.

Um möglichst in Echtzeit auf ermittelte Dimensionsabweichungen reagieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn auf das Packmaterial einwirkende Arbeitskomponenten zumindest in der Packstation mittels elektrischer Stellmotoren und/oder Reglern umstellbar sind.

Für die Packstation der Anlage sind zwei Varianten denkbar. Die eine Variante umfasst eine Kombi-Packstation, die wahlweise Gebinde mit Folien-Packmaterial oder Zuschnitts- Packmaterial bildet. Die andere Variante ist eine einfache Packstation, die entweder nur Folien- Packmaterial verarbeitet, oder nur Zuschnitts-Packmaterial.

Bei einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird in einem Schrumpftunnel der Packstation die auf Folien-Packmaterial einwirkende Temperatur umgestellt und, vorzugsweise sogar auch der Abstand zwischen Behältern und Tunnelwänden entsprechend einjustiert, um Verklemmungen oder mängelbehaftete Gebinde zu vermeiden.

Schließlich kann es zweckmäßig sein, wenn verfahrensgemäß auch oder nur Dimensionsabweichungen von Zuschnitts-Packmaterial, vorzugsweise Karton-Zuschnitten, gemessen und bei der Umstellung der auf das Zuschnitts-Packmaterial in der Packstation einwirkende Arbeitskomponenten berücksichtigt werden, um Verklemmungen in der Packstation, eine zu hohe Packdichte mit Rissgefahr des Packmaterials, oder eine zu geringe Packdichte mit losen Behältern zu vermeiden. Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig.1 schematisch wenigstens eine Messeinrichtung zum Ermitteln von Dimensionsabweichungen von gefüllten Behältern und/oder Packmaterial,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Anlage zum Behandeln von Behältern, unter

Hervorhebung einer Packstation, hier einer Kombi-Packstation zum wahlweisen Verarbeiten von Zuschnitts-Packmaterial oder Folien-Packmaterial, bei der Bildung von Gebinden aus Behältern und Packmaterial,

Fig. 3 ein Detail der Packstation,

Fig. 4 ein weiteres Detail der Packstation,

Fig. 5 ein weiteres Detail der Packstation,

Fig. 6 ein weiteres Detail der Packstation, hier eines Schrumpftunnels, Fig. 7 ein weiteres Detail der Packstation, jeweils in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Messeinrichtung M1 , M2 beispielsweise in einer Anlage A zum Behandeln von Behältern gemäß Fig. 2, und dient zum besseren Verständnis eines anhand der weiteren Figuren erläuterten Verfahren zum Verpacken gefüllter Behälter B zur Bildung von Gebinden in der Anlage A.

In der Messstation M1 ist beispielsweise eine Kamera K, vorzugsweise eine CCD-Kamera vorgesehen, die Dimensionsabweichungen jedes Behälters B, beispielsweise einer gefüllten PET- Flasche PET ermittelt. In der Messeinrichtung M1 können auch nicht gezeigte Sensoren zum Messen des Innendrucks pi und/oder des Aussendrucks pa vorgesehen sein, und werden beispielsweise der Durchmesser d und die Höhe h des Behälters B ermittelt.

In beispielsweise einer weiteren Messeinrichtung M2 werden mit Hilfe einer Kamera K Dimensionsabweichungen von Zuschnitts-Packmaterial ZP, hier beispielsweise eines Karton- Zuschnitts Z, ermittelt, und zwar im Hinblick z.B. auf die Länge I und/oder die Breite b und/oder die Dicke s, und/oder die Feuchtigkeit f, die beispielsweise über einen Feuchtesensor FS ermittelt wird. Die relative Feuchtigkeit f des Zuschnitts-Packmaterials kann nämlich zu einer Umriss- Vergrößerung oder -Verkleinerung oder einer wachsenden oder schwindenden Dicke führen. Solche Dimensionsabweichungen von einer Soll-Dimension (Grundeinstellung der Packstation) können zu Störungen beim Verpacken führen.

Auf der Basis der Messresultate der Messeinrichtung M, M1 , M2 werden, wie später erläutert wird, insbesondere auf das Packmaterial in der Packstation einwirkende Arbeitskomponenten umgestellt. Dies wird automatisch über die Anlagen-Steuerung CU weitgehend in Echtzeit durchgeführt, um ohne Einwirkung von Personal Verklemmungen in der Packstation und/oder mängelbehaftete Gebinde zu vermeiden.

Die in Fig. 2 schematisch angedeutete Anlage A zum Behandeln von Behältern weist mehrere einander zuarbeitende Anlagenstationen auf, darunter zumindest eine Füllstation F, in der oder stromab derer die Messeinrichtung M1 angeordnet sein kann, und wenigstens eine Packstation P mit einer stromab liegenden Gebinde-Handlingssektion 12.

Die in Fig. 2 gezeigte Packstation P ist eine Kombipackstation, d.h., es wird wahlweise Zu- schnitts-Packmaterial ZP, vorzugsweise Karton-Zuschnitte Z, oder Folien-Packmaterial FP, zum Beispiel Schrumpffolie, verarbeitet. Alternativ könnte die Packstation auch nur zur Verarbeitung von Zuschnitts-Packmaterial ZP oder nur Folien-Packmaterial FP konzipiert sein.

In einem Behälter-Zulauf 1 der Packstation P sind Geländer 2 und Gassenbleche 3 angeordnet, die gemäß Fig. 3 bei Ermitteln einer Behälter-Dimensionsabweichung quer zur Durchlaufrichtung verstellbar sind. Wenigstens ein Geländer 2 und wenigstens ein Gassenblech 3 werden bei ermitteltem Behälterübermaß nach außen und bei ermitteltem Behälteruntermaß nach innen umgestellt.

Stromab des Behälter-Zulaufs 1 ist eine Behälter-Handlingssektion 4 vorgesehen, in welcher Einteil-Gassenbleche 5 vorgesehen sind, die gemäß Fig. 4 abhängig von einem ermittelten Übermaß oder Untermaß nach innen oder außen verstellbar sind.

In einem weiteren Teil 6 der Behälter-Handlingssektion sind Führungsleisten enthalten, die gemäß Fig. 5 abhängig von einer ermittelten Dimensions-Abweichung nach innen oder außen verstellbar sind.

Weiter stromab ist ein Schrumpftunnel 8 vorgesehen, der gemäß Fig. 6 quer zur Durchlaufrichtung verstellbare Tunnelwände 9 sowie Heizeinrichtungen 10 und beispielsweise ein Gebläse 1 1 zum Einstellen der Einwirktemperatur im Schrumpftunnel 8 umfasst. Abhängig von einer festgestellten Dimensionsabweichung der Behälter B, vorzugsweise außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches, werden bei ermitteltem Übermaß die Einwirktemperatur im Schrumpftunnel 8 verringert und die Tunnelwände 9 nach außen verstellt, während bei ermittel- tem Untermaß die Einwirktemperatur im Schrumpftunnel 8 erhöht und die Tunnelwände 9 nach innen verstellt werden, so dass jeweils gleiche Abstände zwischen Behältern B und den Tunnelwänden 9 vorliegen.

In der in Fig. 2 stromab angedeuteten Gebinde-Handlingssektion 12 werden bei Verpacken mit Folien-Packmaterial FP die geschrumpften Gebinde abgefördert, hingegen bei Verwenden von Zuschnitts-Packmaterial ZP aus Karton die Gebinde mit Hilfe von Leimdüsen 13 und Anpressleisten 14 fertiggestellt. Abhängig von einer ermittelten Dimensionsabweichung der Behälter B und/oder des Zuschnitts-Packmaterials ZP werden in der Gebinde-Handlingssektion 12 die Leimdüsen 13 und die Anpressleisten 14 entsprechend umgestellt, um mängelfreie Gebinde zu bilden.

In einer unterhalb des Behälterzulaufs 1 angeordneten Zuschnitts-Handlingssektion 16 wird das Zuschnitts-Packmaterial ZP vereinzelt oder gestapelt bereitgehalten (dort kann die weitere Messeinrichtung M2 vorgesehen sein), und werden die Karton-Zuschnitte Z einzeln zu den Abschnitten 5, 6 der Behälter-Handlingssektion gefördert, wie in Fig. 5 angedeutet ist. Dabei werden Schachtwände 15 und Zuschnittsführungen 17 benutzt, die quer zur Durchlaufrichtung nach außen oder innen umstellbar sind. Der Schrumpftunnel 8, falls vorhanden, ist bei der Verpackung mit Zuschnitts-Packmaterial ZP außer Funktion. Hingegen sind für Zuschnitts- Packmaterial ZP nicht gezeigte Falt- und Einschlag-Arbeitskomponenten, z.B. Stempel und dergleichen, vorgesehen, die das Packmaterial ZP für das Gebinde formen, das schließlich in der Gebinde-Handlingssektion 12 beispielsweise mit Hilfe von Leim aus den Leimdüsen 13 und mittels der Anpressleisten 14 fertiggestellt und danach abgeführt wird.

Die den Behältertransport betreffenden Umstellungen in der Packstation P werden unabhängig vom Packmaterial ZP oder FP in etwa gleich vorgenommen. Das FolienPackmaterial FP kann, wie in Fig. 2 angedeutet, im übrigen in einer Rolle stromauf des Schrumpftunnels 8 bereitgehalten sein. Die Rolle kann gegebenenfalls quer zur Abwickelrichtung durch einen Servomotor hin- oder her verstellt werden. Auf die gefüllten Behälter und/oder das Packmaterial einwirkende Arbeitskomponenten können in der Packstation P mittels Elektromotoren über die Steuerung CU der Anlage A automatisch umgestellt werden.