转交物品的方法和换向单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种将包装在包装袋（28）之中的产品堆垛（8）从一个沿输送方向输送的输送系统（38）之中转移到一个输出系统（40）并且在所述输出系统之中将包装在包装袋之中的产品堆垛按一个与输送方向呈一个给定的旋转角（32）的输出方向继续运输的方法，其中，包装在包装袋之中的产品堆垛在输送系统和输出系统（38，40）之间的一个转移区通过其重心（70）经过一个环形轨道的一个分段，尽管包装在包装袋之中的产品堆垛已经在焊接端面之前相对其输送方向转动，仍然能够实现特别高的吞吐量和生产速率。此外，按照本发明，在转移阶段使包装在包装袋之中的产品堆垛的方位在转移区相对输送方向暂时倾斜，使得在转移区出现的，作用于包装在包装袋之中的产品堆垛的离心力的与输送方向平行的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。
【专利说明】转交物品的方法和换向单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将包装在包装袋之中的产品堆垛从一个沿输送方向输送的输送系统之中转移到一个输出系统并且在所述输出系统之中将包装在包装袋之中的产品堆垛按一个与输送方向呈一个给定的旋转角的输出方向继续运输的方法，其中，包装在包装袋之中的产品堆垛在输送系统和输出系统之间的一个转移区通过其重心经过一个环形轨道的一个分段。本发明此外还涉及一个用于将包装在包装袋之中的产品从一个输送系统转移到一个输出系统上并且使其输出方向与输送方向呈一个给定的旋转角的换向单元。
【背景技术】
[0002]通常将卫生产品，例如纸巾、卫生护垫、卫生巾、尿布或类似物品单个或者按照规定的批量，例如，五片装或者十片装，包装在薄膜之中，并且以这种包装形式提供给消费者或使用者。包围卫生产品或者卫生产品堆垛的薄膜形成一个所谓的包装袋，可以给该包装袋配置易于打开的穿孔和/或者用于重新封口的封舌。同样也可以使用外包装形式的这类包装袋来包装其它产品或者批量产品，例如烟包或者类似产品。
[0003]为了将产品，尤其是卫生产品或者卫生产品堆垛，放入包装袋之中，例如可以制备适合于形成包装袋的薄膜裁片，将产品放入薄膜裁片之中，接着将薄膜包裹产品，并且在边缘处焊接薄膜。通常是在一个相应设计的包装设备中包装产品，而在生产流程之中，所述的包装设备设置在卫生产品的真正的制造过程的下游。在从传送单元向包装设备转交的过程中通常期望有很高的生产率和吞吐量或也要求，可以改变产品相对于输送方向的方位。在DE4117296A1中已经公开一种用于转移上述类型的产品的方法，通过所述方法不仅能够相对保护性地处理待转交的产品而且同时还实现高的吞吐量。其中，待转交的产品是由一个输送系统接收并且在一个转移区在保持其与输送方向的相对方位的情况下经过环形轨道的一个分段一直输送到输出系统，然后在输出系统上面按一个输出方向继续输送。其中，环形轨道的分段尤其可以是四分之一圆，输送方向和输出方向彼此形成一个90°的夹角。由于在转移过程中产品相对于输送方向的方位也仍然得以保持，因此在转交给输出系统之后继续输送时所述产品同样相对其输送方向转动大约90°。
[0004]在包装生产件数特别大，形成产品堆垛形式时，例如，5片或者10片，卫生产品时，例如纸巾、卫生护垫、卫生巾或类似产品，希望产品包装过程中有很高的加工速度和吞吐量。鉴于这一原因，通常将包装系统设计成连续式系统。尤其是所谓的膜管系统，其原则上适合于较高的加工速度和吞吐量，因为，例如，在将产品或者产品堆垛包入用于形成膜管的吹膜之中的时候，可以从侧面焊接侧面的纵向焊缝，也就是可以连续焊接，系统不会停顿。但是，在熟知的膜管系统中为了折叠和焊接包装袋的侧边通常系统必须短时间停机，从而导致临时中断输送产品。
[0005]这种尤其是焊接步骤所需要的，短时间地中断输送产品会以不期望的方式降低产品的通过率或生产率。为了能够最大程度地避免系统停机，达到特别高的通过率，系统可以一如在没有公布的DE102010046561.5中所述，设计为从侧面进行焊接，从而实现在连续运行模式下执行相应的焊接步骤。此外，在DE102010046561.5中所说明的包装设备设计为，首选把待包装的产品包入一个用于形成包装袋的膜管内和随后弓I导经过一个第一焊接工位，在该焊接工位内，在一个第一焊接步骤中从侧面对包含产品的包装袋进行焊接。然后将膜管分离成为单个的，含有一个或两个产品堆垛的包装袋。然后将这些包装袋相对其输送方向转动一个给定的旋转角，尤其是大约90°，然后穿过一个第二焊接工位，在该焊接工位内，在一个第二焊接步骤中同样是在连续运行模式下从侧面焊接包装袋的正面。
【发明内容】
[0006]本发明的任务在于，对上述类型的方法进行改进，使得在上述类型的，在焊接包装袋的端面之前产品已经相对其输送方向进行转动的系统内也能够实现特别高的生产率和吞吐量。此外，对一个特别适合于执行该方法的换向单元进行说明。
[0007]按照本发明该任务将通过下述方式解决，S卩，使包装在包装袋之中的产品堆垛的方位在转移区相对输送方向暂时倾斜，使得在转移区出现的，作用于包装在包装袋之中的产品堆垛的离心力的与输送方向平行的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。
[0008]其中，本发明的思路在于，为了实现高吞吐量，在转移区内通过外部抓取，优选在一个能够吸真空的系统内，使待转移的产品经过一个环形轨道。在按照DE4117296A1的系统内原则上这没有问题，因为，在这里产品是逐个地交付和转移。但是，如果在一个系统中含有产品堆垛的包装袋还是敞开的，端部还没有焊接就进行移交，则不能直接地，而是只能间接地机械抓握产品，即通过包围产品的包装袋抓握产品。
[0009]把产品转移到环形轨道分段上面意味着，产品或物品在输送方向的速度分量经过圆半径的距离从在一个相对较短的时间内从较高的输送速度制动至一个较低的剩余速度(当输送速度保持不变时，剩余速度等于输送速度与输送方向和输出方向之间的旋转角的余弦的乘积，即，如果是特别优选规定使输送方向改变一个90°的旋转角，这时等于零)。在输送方向的横向方向，即在输出方向使输送方向改变一个90°的旋转角，贝U剩余速度从零加速到输送速度。在所述类型的系统中，在输送方向时这意味着，从外部抓握的传送单兀，例如，一个吸附系统，在外部接触包装袋。在沿输送方向的制动过程中，由于包装袋的端面仍然是敞开的，位于包装袋内的产品基本上是通过包装袋的内表面的粘附摩擦作用制动。而常用的包装袋材料，尤其是包装薄膜，其粘附摩擦作用于产品，例如，餐巾纸堆垛过低，因此在制动时产品堆垛可能会以不期望的方式从包装袋的仍然敞开的端面中滑出。
[0010]为了解决上述问题，在沿输送方向制动产品时至少分阶段地辅助产品堆垛粘附在包装袋的内表面上面。这可通过当环形轨道上输送含有产品堆垛的包装袋时有目的地使用离心力实现。此外，在把包装袋转移到环形轨道的阶段，至少暂时改变其方位。其中，优选，在转移阶段持续调节方位，并且优选，按照下述设计原理相应地进行控制:在转移阶段由于转动而施加给产品堆垛的离心力的在包装袋的纵向方向的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。其中，优选，极限值是以这样的方式给定，即，极限值足够安全的低于使产品堆垛与把其包围的包装袋分开的分离力。
[0011]优选，出于上述理由在转移阶段使包装袋至少暂时朝着输出方向倾斜。通过包装袋的这种形式的倾斜方位可以实现，一方面，在制动过程中作用的离心力的与包装袋的纵向方向平行的分力，即，在朝着包装袋的端面方向作用的分力，得以降低，而另一方面所述离心力的在包装袋的纵向方向的横向作用的分力，即，在朝着包装袋的侧壁方向作用的分力得以提高，并且产品堆垛与包装袋的壁部之间的粘附摩擦作用相应地得到加强。
[0012]为了在以后焊接包装袋端面时进一步有利地从侧面抓握，在一个优选的改进方案中，在转移到环形轨道分段上面过程中对包装在包装袋之中的产品堆垛的方位相对输送方向的暂时倾斜进行校正和补偿，使得包装在包装袋之中的产品堆垛能够以与其在数输送系统内的原始方位相比较基本上不变的方位被转交给输出系统。优选在转移过程的一个相对较晚的阶段执行这种方位校正。对于包装袋的运动过程，这意味着，这种运动过程基本上由两种运动的叠加组成，即，一方面是包装袋的重心在环形轨道的运动和另一方面是包装袋围绕其基本上与圆周运动的转动轴平行的垂直轴线的往复翻转运动。
[0013]优选，包装在包装袋之中的产品堆垛在通过环形轨道时在转移区围绕其纵轴翻转90°，使得，例如，一个“站姿”输送的物品以“卧姿”从换向单元输出。.[0014]至于换向单元，所述任务是通过一个控制单元解决，所述控制单元是如下设计:包装在包装袋之中的产品堆垛的方位在转移区相对输送方向暂时倾斜，使得在转移区出现的，作用于包装在包装袋之中的产品堆垛的离心力的与输送方向平行的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。
[0015]通过本发明所实现的优势在于，通过在物品的转移阶段适当地调节方位能够以特别低的设备费用实现可靠地对产品流进行转向，其中不会由于纵向力而导致在包装袋内所含的产品堆垛从中滑出。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面借助附图对本发明的实施示例进行更详细的说明。附图简介:
[0017]附图1用于包装卫生产品的包装设备，
[0018]附图2图1所示包装设备的一个换向单元，
[0019]附图3图2所示换向单元的一个拨杆，
[0020]图4，5 一个运动过程示意图；
[0021 ] 在所有附图中均以相同的附图标记对相同的部件进行标识。
【具体实施方式】
[0022]附图1所示的包装设备可用来将卫生产品包装到包装袋之中。在本实施例中应将纸巾作为卫生产品，也就是作为纸巾堆垛以十片一批的批量逐批放入一个包装袋之中。当然也可以代之以采用其它批量，例如将三片或者五片纸巾包装到包装袋之中，或者也可以包装其它的卫生产品，例如卫生护垫、卫生巾或者类似产品。
[0023]包装设备I被设计成膜管-包装机，首先将待包装的纸巾逐批或者逐个堆垛包入到膜管4之中。为此，包装设备I包括一个供料单元6，通过该供料单元将产品堆垛8形式的纸巾供应给输送系统10，所述产品堆垛各包括十片叠置的纸巾。供料单元6在本实施例中为双轨型式，也就是平行布置两个供料轨道12，将产品堆垛8相互平行供应给输送系统
10。这种双轨布置尤其可以合并多个输送线，以便继续集中处理产品堆垛8。与生产时的产品堆垛8制备速率相比，通过这种方法就能在包装和处理产品堆垛8时实现双倍的吞吐量。
[0024]输送系统10对应于一个包装工位14，在包装工位中将用于形成包装袋的吹膜16以料卷或者类似形式储存在适当的薄膜储存装置之中。在包装工位14中采用一个具有适当形状的成形导板18，通过该成形导板将吹膜16置于输送系统10中输送的产品堆垛8周围，将纸巾包入到薄膜之中。所述成形导板18经过适当设计，使得送入的吹膜完全包围连续通过的产品堆垛8，在所产生的膜管4的纵边上使得薄膜的相应边缘区域搭接。
[0025]所述包装工14配有适合于使得产品堆垛8位与吹膜16定点同步的装置。尤其可相对于吹膜16正确定位产品堆垛8，使得产品堆垛8与印在吹膜16上的字样和/或者与吹膜上的穿孔之间的相对位置满足规定的边界条件。例如这样就能保证通过穿孔在吹膜16中形成的包装袋入口也相对于包入到包装袋中的产品堆垛8适当定位。
[0026]可以通过输送系统10从包装工位14开始将待包装的卫生产品与包围卫生产品的吹膜16 —起供应给下游的第一焊接工位20。所述第一焊接工位20布置在侧面，具有一个经过适当设计的、尤其设计成热板型式的加热装置22，可以通过该加热装置将膜管4加热到足以进行焊接的高温。搭接的薄膜边缘区域受热相互焊接在一起，从而在第一焊接工位20中产生真正的膜管4。膜管4连续包裹多个依次排列的纸巾产品堆垛8。
[0027]箭头24所示为纸巾产品堆垛8在输送系统10上的输送方向。在该输送方向观察，在第一焊接工位20后面采用一个分离单元26，该分离单元将充填了卫生产品的膜管4分离成为含有一个或者两个产品堆垛8的包装袋28。该分离装置能够随后处理各个包入到薄膜之中的产品堆垛8。在图1所示的实施示例中显示的是将各个产品堆垛8装入包装袋28的结构形式。作为选择，也可以在一个包装袋28内装入多个产品堆垛8，其中，最终的分离是在一个较晚的步骤中执行，尤其是可以在换向之后执行。
[0028]在分离产品堆垛8之后，输送系统10进入转向单元30，在转向单元中使得充填了卫生产品的包装袋28相对于输送方向以规定的旋转角32旋转。所述旋转角32经过适当选择，从而可在旋转之后从侧面抓握含有相应产品堆垛8的包装袋28的尚未焊接的端面34。基于产品堆垛8底面的旋转角32相当于产品堆垛8的两个侧面的夹角。在本实施例中，产品堆垛8具有基本上呈矩形的底面，因此选择了 90°的旋转角32。
[0029]在本实施例中，所述转向单元30经过适当设计，从而可在箭头36所示的转向单元30的区域中将输送系统10上卫生产品的输送方向改变90°。米用这种改变输送方向的方式，并不改变产品堆垛8与包围产品堆垛的包装袋28的方位，因此相对于输送方向观察，产品堆垛8的方位在转向单元30中改变大约90°。输送系统10位于转向单元30上游的部分形成转向单元30的一个输送系统38，在所述输送系统中是以通过箭头24所示的输送方向作为运输方向运送充填了产品堆垛8的包装袋28。与此类似，输送系统10位于转向单元30下游的部分形成转向单元30的一个输出系统40，所述输送系统中在换向之后是以通过箭头36所示的输出方向作为运输方向继续运送充填了产品堆垛8的包装袋28。与实施示例中所示的结构形式相对应，输出系统设计为单线式或单道式。在一个可替选的结构形式中，是在转向单元30内将一个共同的包装袋28内的两个或多个产品堆垛8转向，因此，最终的分离是在，例如，位于转向单元30后面的一个分切单元完成，和最后的输出系统40设计为多线式或多道式，能够平行地对产品流进行导向。
[0030]从转向单元30开始，可以通过输送系统10将包含产品堆垛8的包装袋28供应给下游的第二焊接工位42。在第二焊接工位42中焊接包装袋28的端面34，这里也可以根据堆垛相对于输送方向的方位从侧面进行焊接。为此第二焊接工位42包括同样布置在侧面的加热装置44，例如可以将其设计成布置于产品流两侧的热板。
[0031]接着输送系统10进入位于第二焊接工位42下游的冷却装置，在冷却装置中使得刚刚焊接的包装袋28冷却下来。
[0032]包装设备I及其组件可在包装产品堆垛8时实现特别高的吞吐量。至于转向单元30，是通过下述方式实现上述目标:在换向时，即，在从输送系统38转移至输出系统40时，尤其是涉及到在本实施示例中所规定的，与输送系统与输出系统之间的夹角相一致的旋转角32，是在一个环形轨道的分段上继续输送包含产品堆垛8的包装袋28，其中，包装袋28的纵轴的方位在换向之后，即，在输出系统40内也与在换向之前的方位，即，在输送系统38内，一样，并借此保持不变。如图2所示，转向单元30此外还包括一个可围绕着旋转轴50转动地支撑的支架52，在所述支架上面距离均匀地布设若干个与旋转轴保持一定的包装袋28的拨杆54。通过箭头56所示，支架52在驱动包装设备I时围绕旋转轴50转动，其中，每个包装袋28在转移阶段分别由一个拨杆54在一个环形轨道的分段上从输送系统38向输出系统40输送。
[0033]在本实施示例中，支架52设计为转盘，即圆盘。在图3中以示意图的形式显示一个拨杆54。拨杆54包括一个带有多个吸气孔62的接触板60。这些吸气孔是通过集成在各拨杆54的支架64内的吸气通道与一个集成在转盘内的真空系统连接。通过该真空系统能够有针对性地向吸气孔62加载吸入真空，因此，通过相应的吸气包装袋能够由对应的拨杆54抓住并继续运送。此外，可以通过支架64对拨杆54进行控制，从而能够根据需要和位置任意设置接触板60的方位。
[0034]通过将包含产品堆垛8的包装袋28转移到环形轨道分段，它们在输送方向的速度分量经过圆半径的距离在一个相对较短的时间内从较高的输送速度制动至零剩余速度。当拨杆54通过吸附系统抓握时，即，从外部抓握包装袋28，在沿输送方向的制动过程中，由于包装袋28的端面34仍然是敞开的，位于包装袋内的产品堆垛8基本上是通过各包装袋28的内表面的粘附摩擦作用制动。其中，恰好是针对包装袋28的常用材料方面，尤其是包装薄膜，为了能够以特别低的设备费用，即，不采用额外的机械保持装置或固定装置防止产品堆垛8从包装袋28的仍然敞开的端面34滑出，转向单元30设计为，通过适当地控制拨杆54，使得拨杆54在转移阶段具有特殊的运动和方位廓线。
[0035]为此规定，在过渡阶段通过有目的地改变各接触板60的方位并借此也改变由其导向的包装袋28的方位，有目的地使用当在环形轨道上输送包含产品堆垛8的包装袋28时作用于产品堆垛8的离心力，以便通过出现的横向力至少暂时提高产品堆垛8在对应的包装袋28的内表面上的附着力。此外，在把包装袋28转移到环形轨道时，通过在这个阶段使包装袋的纵轴适当地倾斜，至少暂时改变其方位。其中，优选，在转移阶段持续调节方位。其中规定，按照下述设计原理相应地进行控制:在转移阶段由于转动而施加给产品堆垛8的离心力的在包装袋28的纵向方向的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。其中，优选，极限值是以这样的方式给定，即，极限值足够安全地低于使产品堆垛8与把其包围的包装袋28分开的分离力。
[0036]在图4，5所述的两个实施示例中描述的是在转移阶段的运动过程。图4所示的实施示例描述情况是，包装袋28的方位在转移阶段与旋转轴50平行，保持不变。相反，图5所示的实施示例描述情况是，包装袋28在转移阶段还在围绕其旋转轴50转动，即，从一个在进口侧“站立“的位置转换到出口侧”躺卧“的位置。
[0037]在图4中，显示的是在转移过程中处于多个相继位置的包装袋28。在转移过程中，包装袋28的的重心70通过(在图4中没有单独显示的)拨杆54沿一个通过箭头72所示的环形轨道引导。其中，包装袋28的方位特有的纵向方向通过箭头74表示。如图4所示，箭头显示在转移阶段4，5开始的时候。其中，图4所示的实施示例描述情况是，包装袋与输送系统38中的输送系统平行。在换向单元30的出口处箭头74的方位同样与箭头24平行，就是说，在出口侧，包装袋28还是通过其纵向方向与输送方向平行定位；即，在换向之后其仍然保持其方位。由此，包装袋在出口侧通过其纵轴与输出方向垂直定位(箭头36)，因此在输出系统40中可以如愿地在侧面抓握来焊接端面。
[0038]但是，包装袋28在转移阶段通过其纵轴向输出方向倾斜，以至于在箭头24 (相当于输送方向和包装袋28的原始方位)与箭头74 (相当于其纵轴的方向)之间形成一个角度76。借此在转移阶段产生离心力的一个向外的分力，通过箭头74表示，所述分力以横向力的形式额外地向包装袋28的内壁挤压产品堆垛8并使其额外地固定在那里。角度76的运动廓线和调节是如下选择，即，鉴考虑到其它的几何参数(尤其是环形轨道的半径)所产生的离心力的在包装袋28的纵向方向的分离在任何时候都不能超过一个给定的极限值。
[0039]在图5的可替选的实施示例中包装袋额外地还在转移阶段“侧卧”，即，围绕其纵向方向转动一个90°的角度。
[0040]附图标记清单
[0041]I 包装设备
[0042]4 膜管
[0043]6 供料单元
[0044]8 产品堆垛
[0045]10输送系统
[0046]12供料轨道
[0047]14包装工位
[0048]16 吹膜
[0049]18成形导板
[0050]20第一焊接工位
[0051]22加热装置
[0052]24 箭头
[0053]26分离单元
[0054]28包装袋
[0055]30转向单元
[0056]32旋转角
[0057]34 端面
[0058]36 箭头
[0059]38第二焊接工位
[0060]40加热装置
[0061]42第二焊接工位
【权利要求】
1.将包装在包装袋(28)之中的产品堆垛(8)从一个沿输送方向输送的输送系统(38)之中转移到一个输出系统(40)并且在所述输出系统之中将包装在包装袋之中的产品堆垛按一个与输送方向呈一个给定的旋转角(32)的输出方向继续运输的方法，其中，包装在包装袋之中的产品堆垛在输送系统和输出系统(38，40)之间的一个转移区通过其重心(70)经过一个环形轨道的一个分段，其特征在于，在转移阶段使包装在包装袋之中的产品堆垛的方位在转移区相对输送方向暂时倾斜，使得在转移区出现的，作用于包装在包装袋之中的产品堆垛的离心力的与输送方向平行的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使包装在包装袋之中的产品在转移区域暂时朝着输出方向倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包装在包装袋之中的产品是在保持其相对输送方向的方位的情况下从输送系统(38)向输出系统(40)继续输送。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的方法，其特征在于，包装在包装袋之中的产品堆垛在通过环形轨道时在转移区围绕其纵轴翻转90°
5.将包装在包装袋(28)之中的产品堆垛(8 )从一个输送系统(38 )之中转移到一个输出系统(40)上的转向单兀(30),其中,输出系统的输送方向与输送系统(38)内的输送方向形成一个给定的旋转角(32)，其特征在于，具有一个控制单元，其中，所述控制单元是如下设计，包装在包装袋之中的产品堆垛的方位在转移区相对输送方向暂时倾斜，使得在转移区出现的，作用于包装在包装袋之中的产品堆垛的离心力的与输送方向平行的分力在任何时候都不会超过一个给定的最大值。
【文档编号】B65G29/00GK103562103SQ201280025008
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】蕾娜·塞格尔, 尤尔根·韦维格, 安德鲁·林克, 康拉德·波普 申请人:温克勒敦内比尔有限公司