Verfahren und Vorrichtung zum Bilden und Ablegen von Beutelpaketen aus Kunststoffbeuteln

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung von Beutelpakten aus Kunststoffbeuteln, insbesondere aus Automatenbeuteln, bei dem (der) aus Kunststoffbeuteln gebildete Stapel zu Beutelpakten gefaltet werden, die anschließend in Umverpackungen abgelegt wird, wie sie in der EP 1 107 865 B1 beschrieben sind.

Bei der Herstellung von Stapeln aus Kunststoffbeuteln, insbesondere Automatenbeuteln, werden bekannterweise die aus Kunststofffolienbahnen durch Quertrennschweißen hergestellten Beutel von einer Überführungseinrichtung an eine Stiftstapelförderereinrichtung übergeben, wo sie zu Stapeln gesammelt werden. Die Stiftstapelfördereinrichtung enthält eine schrittweise umlaufend angetriebene Stiftstapelkette, an der aufrecht stehende Stapelstifte befestigt sind, in die nacheinander einzelne Beutel eingehängt werden, die dazu passend ausgestanzte Stapelöffnungen aufweisen. Üblicherweise hat jeder Beutel an einer Seite zwei Stapelöffnungen mit einem Abstand voneinander, der dem Abstand der Stapelstifte auf der Stiftstapelkette entspricht. Wenn die gewünschte Anzahl von Beuteln in einem Stapel gesammelt ist, werden die Beutel miteinander verblockt oder auf andere Weise gegeneinander fixiert, beispielsweise über Drahtbügel oder mittels Stapelhülsen und zugehörigen Verschlussstopfen. Die fertigen Beutelstapel werden anschließend in Kartons verpackt. Dieses Verfahren ist sowohl in der EP 1 107 865 B1 als auch in der EP 1 078 874 A2 beschrieben, auf die Bezug genommen wird. Bei beiden beschriebenen Vorrichtungen erfolgen Behandlungsschritte des Stapels mittels einer steuerbaren Multifunktionshand, die an einem Roboterarm befestigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, das mit möglichst einfachen Mitteln die Bildung einer stabilen und kompakten Packeinheit aus Kunststoff ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass die Beutelöffnung und die Beutelöffnungsseite vor mechanischer Beschädigung durch äußere Einflüsse geschützt werden können.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand von vereinfacht dargestellter Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

die Figuren 1 - 4 das Aufschieben von Stapelhülsen auf Stapelstifte

die Figuren 5 - 14 das Falten und Einrollen von Beutelstapeln zu einem Beutelpaket, dass zum Schluss in eine Umverpackung eingelegt wird,

die Figuren 15 - 18 einen vorteilhaften Stapelstift zur Aufnahme einer Stapelhülse,

die Figuren 19 und 20 eine Ausführungsform eines Stapelstiftes mit Adapter, und

die Figur 21 ein Stapelstift mit einem weiteren Adapter, der zum Einsatz bei besonders kurzen Stapelhülsen vorgesehen ist.

Die bei den Figuren teilweise dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung ist zum Stapeln von Kunststoffbeuteln geeignet, im Beispiel ist sie Bestandteil einer Konfektionsanlage für Automatenbeutel, die auf die eingangs beschriebene Weise auf einer Stiftstapelablage gesammelt werden. Die Beutel werden direkt auf zwei zuvor zugeführten Stapelhülsen zu einem Beutelstapel aufgestapelt.

Dazu werden in einer ersten Station Stapelhülsen 1 vollautomatisch auf die Stapelstifte 2 geschoben, wie in den Figuren 1-4 dargestellt ist:

Die Stapelhülsen 1 und die zugehörigen Verschlussstopfen 3 werden zunächst in einem automatischen Prozess, beispielsweise durch Vibration, in einem Magazin sortiert und in Position gebracht (Figur 1). Anschließend übernimmt ein entsprechend ausgerüstetes Handlingsystem 4, das vorzugsweise am Ende eines Roboterarms befestigt ist, die Stapelhülsen 1 und Verschlussstopfen 3 (Figur 2). Das Handlingsystem 4 schiebt die Stapelhülsen 1 - im Ausführungsbeispiel sind es zwei - positionsgenau jeweils auf einen Stapelstift 2 (Figur 3). Wenn die vorbestimmte Anzahl von Beuteln zu einem Beutelstapel 5 aufgestapelt ist, wird in einer nachfolgenden Station dieses Beutelstapels 5 mittels der Verschlussstopfen 3 verschlossen. Dazu fügt das Handlingsystem 4 einen Verschlussstopfen 3 auf jede sich auf einem Stapelstift 2 befindliche Stapelhülse 1. Da die Stapelhülsen 1 unten und die Verschlussstopfen 3 oben jeweils einen überstehenden Rand aufweisen, werden die Beutel eines Stapels 5 fixiert und zusammengehalten.

In den Figuren 5 - 14 ist ein besonders vorteilhaftes Verfahren dargestellt, einen fertigen Beutelstapel mittels einer am Ende eines Roboterarms befestigten Handhabungseinrichtung 6, 7 zweimal zu falten und so zu einem Beutelpaket 5a einzurollen. Die Beutelstapel 5 werden platzsparend in Umkartons 15 abgelegt, wie in Figur 14 dargestellt ist.

Dazu enthält die an einem Roboterarm befestigte Handhabungseinrichtung 6, 7 Greifelemente 7, die es ermöglichen, einen Beutelstapel 5 an den Stapelhülsen 1 zu ergreifen. Bevorzugt ergreifen die Greifelemente 7 den Stapel 5 an der Seite mit den Beutelöffnungen. Figur 5 zeigt die Ausgangsposition eines fertig gestapelten Beutelstapel 5, der sich noch auf der Stiftstapelanlage befindet, aber bereits von den Greifelementen 7 des Roboterarms ergriffen wurde. Als erstes wird der Beutelstapel 5 von dem Roboter auf einem Falttisch 8 flach abgelegt (Figur 6). Der Falttisch 8 unterstützt der Stapel 5 über dessen gesamte Länge und Breite. Als nächstes wird der Stapel 5 geglättet und gerade gezogen. Dazu fährt eine Rakelstange 9 unter Anpressdruck über der Stapel 5 (Figur 7).

Für eine erste Faltung werden mindestens einer, bevorzugt zwei Faltstifte 10 von der Seite her parallel zum Falttisch 8 entlang einer Faltlinie auf den Beutelstapelt 5 und fixieren so die Faltlinie, um die die Faltung durchgeführt werden soll. Zum Falten bewegt der Roboter den ergriffenen Stapelteil über die Faltstifte 10 und legt diesen Teil auf dem anderen Teil des Stapels 5 ab. Bevorzugt wird ein kürzeres Stapelteil über ein längeres Stapelteil gefaltet, wie in Figur 8 dargestellt ist. Die Stapelhülsen 1 liegen jeweils innen zwischen den beiden Paketteilen.

Die Faltstifte 10 sind Teil einer getrennten Faltvorrichtung 11 , von der eine zweite Faltung durchgeführt wird. Dazu ergreifen zunächst zwei seitliche, jeweils im Bereich einer Längsseite des Falttisches 8 angeordnete Greifer 12, 13 das Beutelpaket 5 und fixieren es. Anschließend lösen sich die Greifelemente 7 des Roboterarms von den Stapelhülsen 3. Der Roboterarm wird wegbewegt.

Wie in Figur 10 dargestellt, wird nun der Beutelstapel 5 mittels der Greifer 12, 13 gemeinsam mit den Faltstiften 10 zu einem Beutelpaket 5a eingerollt. Dazu drehen die um eine Achse parallel zur Faltlinie drehbaren Greifer 12, 13 den Beutelpaket 5a und rollen ihn ein. Das zusammengerollte Beutelpaket 5 wird mittels eines Stempels 14 geklemmt (Figur 11 , 12). Danach werden die Greifer 12, 13 gelöst und die Faltstifte 10 aus dem Beutelstapel 5 herausbewegt, während der Stempel 18 als Klemmelement ein Aufrollen verhindert. Anschließend ergreift der Roboter das eingerollte Beutelpaket 5a und legt es in einer Umverpackung, im Beispiel einen Umkarton 15, ab.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Beutelöffnung und die Beutelöffnungsseite vor mechanischer Beschädigung durch äußere Einflüsse geschützt werden, da die Beutelunterseite als Schutzschild verwendet wird. Weiterhin wird eine stabile und kompakte Packeinheit gebildet, die besonders für einen automatisierten Packvorgang geeignet ist.

In den Figuren 15-21 ist ein besonders vorteilhafter Stapelstift 2 dargestellt, der zur Aufnahme einer Stapelhülse 3 dient. Der Stapelstift 2 ist in einer Stiftstapelanlage nach oben stehend an einer Stiftstapelkette 16 befestigt und wird von dieser taktweise durch einzelne Bearbeitungsstationen geführt. Auf einen Stapelstift 2 werden Stapelhülsen 1 aufgeschoben, auf die nacheinander einzelne Beutel gehängt und so zu einem Beutelpaket 5 gestapelt werden. Wenn ein Beutelpaket 5 fertiggestellt ist, werden die Stapelhülsen 1 jeweils mit einem Verschlussstopfen 3 verschlossen, um das Paket 5 zu fixieren. Wie in Figur 16 dargestellt, weist eine Stapelhülse 1 an ihrem unteren Ende, mit der sie auf der Stiftstapelkette 16 sitzt, eine umfängliche Verbreiterung 1.1 auf, damit an diesem Ende kein Beutel herausrutschen kann. Der Verschlussstopfen 3 weist ein der zylindrischen Innenöffnung der Stapelhülse 1 angepasst geformtes Einsteckteil 3.1 und eine konische Verbreiterung 3.2 auf, die nach dem Aufstecken auf die Stapelhülse 1 ein Herausrutschen eines Beutels an dieser Seite verhindert.

Wie in Figur 17 dargestellt, wird eine Stapelhülse 1 über einen Stapelstift 2 geschoben, der sich dann in der durchgehenden Innenöffnung befindet. Nach Fertigstellung des Pakets 5 wird der Verschlussstopfen 3 aufgesteckt.

Ein Stapelstift 2 besteht aus zwei Teilen 2.1 , 2.2, die axial gegeneinander bewegbar sind. Das Unterteil 2.1 ist zylinderförmig und enthält einen Fuß, mit dem es an einer Stapelkette 16 schräg aufrechtstehend befestigbar ist, wie in Figur 3 dargestellt ist. An dem Unterteil 2.1 ist ein Oberteil 2.2 konzentrisch befestigt, das zunächst ebenfalls zylinderförmig gestaltet ist und oben in einer freien konischen Spitze ausläuft.

Zumindest das Unterteil 2.1 hat die Form eines Hohlzylinders, in dem das Oberteil 2.2 gegen die Kraft einer Feder 2.4 in das Unterteil 2.1 bewegbar ist. Die Länge der beiden Teile 2.1 , 2.2 sind so dimensioniert, dass die Spitze des Oberteils 2.2 von einem Bereich, in dem sie über das Unterteil 2.1. hinaussteht bis vollständig in das Unterteil 2.1 bewegt werden kann. Wie in Figur 18 dargestellt ist, wird bei der Zuführung eines Verschlussstopfens 3 das Oberteil 2.2 von dem Verschlussstopfen 3 in das Unterteil 2.1 gedrückt. Dabei klemmt sich das der Stapelhülse 1 angepasste Einsteckteil 3.1 an deren Innenfläche fest. Beim Herausnehmen einer Hülse 1 mit dem Verschlussstopfen 3 bewegt sich die konische Spitze des Oberteils 2.2 von der Feder 2.4 gedrückt wieder nach außen.

Bevorzugt ist in der Außenfläche des Unterteils 2.1 ein umfänglich überstehendes Kugelstück 2.3 angeordnet, dass eine aufgeschobene Stapelhülse 1 festklemmt. Das Kugelstück 2.3 kann gegen die Kraft einer Feder in das Unterteil 2.1 zurück gedrückt werden.

Durch die federgelagerte Spitze ist es möglich, bei Verwendung von Stapelhülsen 1 den zugehörigen Verschlussstopfen 3 direkt auf diesen aufzubringen. Der Verschlussstopfen 3 ist in seinem unteren Teil 3.1 so gestaltet, dass er in der Hülse 1 fixiert wird. Die konische Spitze des

Oberteils 2.2 ermöglicht ein besseres Stapeln, da sie in die

Stapelöffnungen der Beutel problemlos einfährt. So kann beim Einsatz der Stapelstifte 2 an Konfektionsmaschinen ein Beutelpaket 5 direkt maschinell auf der Stapelkette 16 fixiert werden. Dies war bei den bisherigen Stapelstiften nur manuell möglich. In den Figuren 19, 20 und 21 sind Stapelstifte 2 dargestellt, die zusätzlich Adapter 20, 21 aufweisen. Die Adapter 20, 21 sind jeweils über den Fuß des Unterteils 2.1 des Stapelstiftes 2 herausnehmbar geschoben. Die Adapter 20, 21 sitzen jeweils auf einem Glied der Stapelkette 16 auf.

Die Adapter 20, 21 enthalten jeweils eine Abstützfläche 22, die mit Abstand vom Fußende des Stapelstiftes 2 und somit mit Abstand von der Stapelkette 16 verläuft. Die Abstützfläche 22 verläuft somit auch parallel zur Unterseite eines Beutelstapels 5a und dient zur Verbesserung der Auflage eines Beutelstapels 5 im Bereich der Stiftstapelkette 16. Die Auflagefläche ist so gestaltet, dass ein Umschlagen der Ecken des Beutelstapels 5 verhindert wird. Zudem lässt sich durch die Einstellung des Abstands zwischen der Abstützfläche 22 und der Stiftstapelkette 16 die Länge eines Stapelstiftes 2 an unterschiedlichen Längen einer Stapelhülse 1 anpassen, da die wirksame Länge eines Stapelstiftes 2 durch den Adapter 20, 21 verkürzt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Figur 21 hat der Adapter 21 eine so große Höhe, dass besonders kurze Stapelhülsen 1 verwendet werden können. Der Adapter 21 ist blockförmig mit einer oberen Abstützfläche 22 gestaltet, auf der die Stapelhülsen 1 aufsetzen. Der Adapter 21 enthält eine Bohrung, damit er über den Stapelstift 2 gezogen werden kann. Mit seiner Unterkante rastet er in einem Glied der Stiftstapelkette 16 ein.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 19 und 20 enthält die Stiftstapelkette jeweils zwei Bohrungen, in die die Stützen 23 einrasten, an deren Oberseite zwei T-förmig angeordnete Schenkel befestigt sind, von denen die Abstützfläche 22 gebildet wird. Ein Schenkel weist an seinem freien Ende eine Bohrung auf, mit dem er über den Stapelstift 2 gezogen werden kann. Der Adapter 20 nach den Figuren 19, 20 dienen der verbesserten Auflage eines Stapelbeutels 5. Zugleich wird das Greifen des Beutelstapels 5 mit den Greifern 7 eines Roboterarms sicherer. Auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 19 - 21 weisen die Stapelstifte 2 jeweils ein unter der Kraft einer Feder umfänglich überstehendes Kugelstück 2.3 auf, mit dem eine aufgeschobene Stapelhülse 1 festgeklemmt wird.