Elektrisch beheizbarer Schacht an Packmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch beheizbaren Schacht an Packmaschinen, insbesondere Zigarettenpackern, zum Verkleben und Abtrocknen der Leimnähte warmklebenden Verpackungsmaterials von durch den Schacht geförderten Packungen, bei dem die Schachtwände als Beheizungselemente dienen.
Bei einer bekannten Schachtausbildung für diesen Zweck bestanden diese Beheizungselemente aus entsprechend breit bemessenen Bändern, denen die Doppelfunktion zufiel, einmal die Packungen zu führen und gegebenenfalls zusammenzupressen, und zum anderen das Verpackungsmaterial, zumeist Folien an ihren Überlappungsrändern zu erwärmen und damit den Leim zum Abbinden zu bringen, bzw. die Folienränder miteinander zu verschweissen.
Die Erfindung hat sich nunmehr zur Aufgabe gestellt, bei derartigen wandbeheizten Schächten, die zur Erzielung einer notwendigen Heizleistung von z. B. 270 Watt erforderliche Stromstärke zu Lasten einer Erhöhung der Spannung - selbstverständlich in berührungsungefährlichen Grenzen - zu reduzieren, um zunächst für die Ausbildung des Transformators günstigere Voraussetzungen zu schaffen, da die Wicklung von Transformatoren niedrigerer Spannung und höherer Stromstärke mit Schwierigkeiten verbunden ist, weil dann die Sekundärwicklung nur ganz wenige Windungen aufweist.
Die verhältnismässig breiten stromführenden Bänder weisen aber zudem den Nachteil auf, dass der Heizstrom in ihnen den direktesten Weg zu gehen sucht und dadurch die abgelegeneren Bereiche vor allen Dingen an den Kanten und Ecken eine schwächere Behizung erfahren und so zumindest kälter bleiben, was zur Folge hat, dass der Erwärmungseffekt und damit die Verschweissung der Folien in diesen kälteren Bereichen ungenügend bleiben oder sogar ganz ausfallen. Mit anderen Worten strebt die Erfindung über das Vorgesagte hinaus eine praktisch gleichmässige Beheizung der Kontaktflächen mit den Packungsseiten an, um die Gewähr zu haben, dass die Packungen einwandfrei verschlossen bzw. verpackt die Schächte verlassen.
Diese Erfindungszielsetzung wird im grossen dadurch verwirklicht, dass dem Heizstrom die Zurücklegung eines längeren Weges aufgezwungen, damit der elektrische Widerstand erhöht wird und dadurch wiederum der Transformator zur Abgabe einer höheren Sekundärspannung ausgelegt werden kann. Damit geht eine gleichmässige Beheizung der stromführenden Kontaktplatten mit den Verpackungsfolien einher.
Die Erfindung besteht darin, dass die Beheizungselemente aus auf die Innenseiten von äusseren Schachtwänden aufgebrachten, durch Schlitze oder Löcher unterbrochenen dünnen Blechplatten, -bändern oder Beschichtungen aus elektrisch leitendem Material bestehen. Dabei können die Aussenwände aus Isoliermaterial, wie Kunststoffe, Porzellan etc. bestehen. Sofern als Material für die Aussenwände Metall gewählt wird, sind die aufgebrachten Blechplatten oder -bänder oder die leitende Materialbeschichtung gegen die Aussenwände elektrisch abzuisolieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Blechplatten parallel verlaufende Schlitze auf, die zur Durchförderrichtung der Packungen durch den Schacht parallel oder schräg dazu gerichtet und abwechselnd zur Ober- oder Unterkante der Blechplatte hin offen sind oder vor diesen enden, um so einen mäanderförmigen Durchfluss des Stromes durch die Blechplatten zu ergeben. Um die Stromverteilung an den Umlenkstellen des mäanderförmigen Durchflusses und damit die Wärmeerzeugung gleichmässig zu halten, sind an den Umlenkstellen zusätzliche Schlitze vorgesehen.
Diese zusätzlichen Schlitze sollen verhindern, dass die Querschnitte an den Umlenkstellen grösser werden, wodurch sich der Strom pro mm2 Querschnitt wesentlich verringern würde, was sich in einem Kaltbleiben der Ecken auswirken könnte.
Die Beheizungselemente können auch in einer anderen Form ausgebildet sein. So z. B. können sie aus mäanderförmig gewickelten Bändern bestehen, die in Aussparungen der Aussenwände eingelegt sein können.
Die Beheizungselemente können aber auch von stufenweise gewickelten Bändern gebildet werden. Ebenso können als Beheizungselemente mit Löchern versehene Blechplatten oder Materialbeschichtungen dienen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung, teilweise abgebrochen,
Fig. 2 eine Ansicht einer inneren Beheizungsplatte der Ausführungsform gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine Endansicht einer Beheizungswand der Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Beheizungswand gemäss Fig. 1,
Fig. 5 eine schematische Seitendarstellung des gesamten Schachtes,
Fig. 6 und 7 veranschaulichen eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung in Vorder- und Seitenansicht,
Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Vorder- und Seitenansicht,
Fig. 10 und 11 stellen eine weitere Variation der Erfindung in Vorder- und Seitenansicht dar,
Fig.
12 bis 17 zeigen in detaillierten Darstellungen eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 18 zeigt schliesslich noch eine besonders einfache Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 5 weist einen von vier rechteckigen Wänden 1, 2, 3 und 4 gebildeten Schacht 5 auf, der dazu dient, Packungen von Gegenständen wie Zigaretten beispielsweise, die in Ver packungsmaterial eingewickelt sind, hindurchzuführen und dabei einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Jede der Innenwände 2, 3 und 4 besteht aus dünnen. Blechplatten, vorzugsweise aus Widerstandsmaterial, die von äusseren Schachtwänden 6 aus Stahl, Metall oder Kunststoff abgestützt sind. Zwischen den äusseren Schachtwänden und den inneren Blechplatten ist eine Elektro Isolierschicht (z. B. Glimmer usw.) 7 vorgesehen. Die Aussenwände 6 sowie die Isolierschichten 7 sind mit den inneren Blechplatten 2, 3 oder 4 durch Hohlniete 8 miteinander verbunden, die durch Isolierhülsen 9 elektrisch abisoliert sind.
Die Aussenwände 6 und die Wand 1 können aus Metall oder einem Isoliermaterial bestehen. Die Blechplatten 2 und 3 sind durch Metallstreifen 11 und die Blechplatten 3 und 4 durch Metallstreifen 12 elektrisch miteinander verbunden. Die Metallstreifen 11 und 12 sind an Laschen 13 der Blechplatten 2, 3 und 4 angeschraubt. Ähnliche Laschen 14 dienen als Klemmen zum Abschluss der Blechplatten 2 und 4 an eine Spannungsquelle niedriger Spannung, und zwar mittels Leiter 15.
Die BlechpIatten 2, 3 und 4 besitzen jede parallel verlaufende Schlitze 16, die zu der einen Kante 17 jeder Wand hin offen sind (vgl. Fig. 2, 3 und 4) und bis in die Nähe der gegenüberliegenden Kante 18 reichen. Zwischen benachbart liegenden Schlitzen 16 sind weitere parallel verlaufende Schlitze 19 vorgesehen, die zur gegenüberliegenden Kante 18 offen sind und bis in die Nähe der Kante 17 reichen. An den, den Kanten 17 und 18 benachbart liegenden Umlenkstellen des mänderförmigen Gebildes sind schräg liegende Schlitze 21 vorgesehen, um die Stromverteilung an den Umlenkstellen und damit die Wärmeerzeugung über den ganzen Heizplattenbereich gleichmässig zu gestalten. Es könnte sonst vorkommen, dass die Ecken kalt bleiben würden, da sich der Strom pro mm Querschnitt zu sehr verringern würde.
Mit anderen Worten wären sonst die Querschnitte an den Umlenkstellen ohne die Hilfsschlitze zu gross.
Unter dem Schacht 5 ist gemäss Fig. 5 ein Stempel 22 verschiebbar gelagert, der die Zigarettenpackungen 23 in den Schacht 5 hochdrückt, dessen eine Wand an Hebeln 24 angelenkt ist, um diese Wand gegen die Packungen 23 anzudrücken. Ein Schieber 25 schiebt die Zigarettenpackungen 23, die aus dem Schacht 5 austreten, dann seitlich weg.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Währenddem die Zigarettenpackungen 23 von dem Stempel 22 durch den Schacht 5 hochgedrückt werden, werden ihre Verpackungshüllen durch den unmittelbaren Kontakt mit den Blechplatten 2, 3 u. 4 (s. auch Fig. 1) erhitzt. Die notwendige Wärme in den Blechplatten 2. 3 und 4 wird durch einen elektrischen Strom erzeugt, der durch die Leiter 15 und die Metallstreifen 11 und 12 fliesst. Infolge der Schlitze 16 und 19 nimmt der Strom einen Verlauf, wie er in Fig. 2 durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist. Durch die vorerwähnten Schlitze 16 und 19 wird der Weg des'Stromes ganz bedeutend verlängert. Dieser längere Weg hat ein Ansteigen des elektrischen Widerstandes der Blechplatten zur Folge, der durch die zusätzlichen Schlitze 21 noch erhöht wird.
Der vergrösserte Widerstand seinerseits ermöglicht es, die Spannung zwischen den Klemmen 14 zu erhöhen. Um dieselbe Heizleistung zu erzielen, kann so die Stromstärke entsprechend reduziert werden. Die zusätzlichen Schlitze 21 dienen dazu, den Stromfluss in den Umlenkungsteilen der mäanderförmigen Gebilde so zu verteilen, dass dadurch ein im wesentlichen überall gleichförmiger Heizeffekt erzielt wird.
Es versteht sich, dass an dieser Anordnung auch Änderungen vorgenommen werden können. So z. B. können die Schlitze 16 und 19 durch Schlitze 116 und 119 ersetzt werden, wie sie in Fig. 6 und 7 gezeigt. sind. Diese Schlitze verlaufen in einer Schräge zu den Kanten 17 und 18. Diese Schräglage der Schlitze hat den Vorzug, dass die Packungen auf ihrem Weg durch den Schacht nicht mehr auf schmalen Streifen durchgehend unbeheizt bleiben, wie es bei senkrecht verlaufenden Schlitzen der Fall ist, indem sie bei ihrer Hochbewegung die schräg verlaufenden Schlitze überschneiden.
Fig. 8 und 9 zeigen eine Schachtwand 206, aus der eine Kammer 226 ausgefräst ist und in der ein Heizband 227 - natürlich gegeneinander isoliert - mäanderför- mig gewickelt, eingelegt und z. B. mit der Wand durch Porzellankitt verkittet ist. Die Schlitze 216 und 219 entsprechen den Schlitzen 16 und 19 der Fig. 1 und 2. Die Wirkung ist somit hier dieselbe, wie zuvor beschrieben. nämlich ein kleiner Stromquerschnitt bei verhältnismässig grosser Länge des Heizbandes.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 10 und 11 besteht die Schachtwand 306 beispielsweise aus Hartporzellan, auf deren Innenseite 328 eine leitende Widerstandsschicht 327, z. B. Chrom, galvanisch aufgebracht ist. Die Schicht 327 kann ebenfalls mänderförmig aufgetragen sein, so dass sich Schlitze 316 und 319 ergeben.
Die Schicht 327 ist sehr dünn zu halten, so dass ihr Widerstand verhältnismässig hoch ausfällt. Infolge der geringen Auftragsstärke ergibt sich auch ohne mäanderförmige Aufteilung der Schicht ein geringer Querschnitt.
Da bei dieser Ausführung nur eine geringe Metallmasse zu erwärmen ist, besitzt diese eine geringe Wärmeträgheit, d. h. sie spricht sofort an, wenn der Strom an oder abgeschaltet wird, was sehr erwünscht ist, damit die Packun gen in den Schächten beim Anhalten der Packmaschine nicht durch aufgestaute Hitze verbrennen können. In die Porzellanmasse sind beim Giessen derselben Gewindeeinsätze eingelassen, um die Heizwand und die Stromzuführungen daran anschliessen zu können.
Die Fig. 12 bis 17 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Heizband 427 waagerecht oder auch senkrecht oder in beliebiger Schräglage stufenweise auf die Schachtwand isoliert aufgenietet oder, wenn diese aus Hartporzellan besteht, aufgeklebt bzw. aufgesintert ist. Diese Heizbänder, die gemäss ihrer Verwendung als Heizleiter mit Niederspannung betrieben werden, sind an den Seiten 430 durch kreuzweises Verbiegen und Umlegen von einer Stufe zur anderen geführt. Fig. 12 und 13 zeigen die Gesamtanordnung. Natürlich können die Heizbänder auch mehr oder weniger diagonal aufgebracht werden.
Zwischen benachbarten Windungen der Heizbänder 24 entstehen dann auch hier Schlitze 431.
Fig. 18 zeigt eine W Innenschachtwand 502 mit Durchbrechungen in Form von Löchern 532. Die Wand 502 kann aus einem dünnen Blech bestehen oder beispielsweise durch eine galvanische Beschichtung geschaffen sein. Die Löcher 532 können zu den Kanten der Wand 502 schräg gerichtet sein.
Im praktischen Betrieb muss die Temperatur der Heizwände grösser sein als die Temperatur, die für die Schweissung bzw. Klebung der Verpackungsmaterialien notwendig ist, da sich die Temperatur verhältnismässig langsam auf die Packungen überträgt. Wenn die Maschine aber zum Stillstand kommt, dann überträgt sich aber sofort eine grössere Wärmemenge auf die Packungen, selbst wenn die Heizwiderstände - wie üblich - während des Stillstandes gelüftet werden. Eine wirksame Abhilfe ist die sofortige Stromabschaltung beim Stillstand der Maschine, damit die Wärmezufuhr sofort aufhört.
Dazu gehört aber, dass den Heizwänden eine möglichst geringe Wärmekapazität, d. h. Wärmeaufspeicherung eigen ist, damit beim Abschalten nur eine geringe Speicherkapazität vorhanden und andererseits beim Wiedereinschalten der Zeitaufwand für die Eigenerwärmung des Widerstandes möglichst gering ist, um nach dem Einschalten sofort wieder über eine ausreichende Wärme oder Hitze verfügen zu können.
Electrically heatable shaft on packing machines
The invention relates to an electrically heatable shaft on packing machines, in particular cigarette packers, for gluing and drying the glue seams of thermally adhesive packaging material of packs conveyed through the shaft, in which the shaft walls serve as heating elements.
In a known shaft design for this purpose, these heating elements consisted of appropriately broadly dimensioned strips, which had the dual function of guiding the packs and possibly pressing them together and, on the other hand, of heating the packaging material, mostly foils at their overlapping edges, and thus the glue for setting bring, or to weld the foil edges together.
The invention has now set itself the task, in such wall-heated shafts, which to achieve a necessary heating power of z. B. 270 watts required amperage at the expense of an increase in voltage - of course in contact-safe limits - to first create more favorable conditions for the training of the transformer, since the winding of transformers with lower voltage and higher amperage is associated with difficulties because the secondary winding has only a few turns.
The relatively wide current-carrying strips also have the disadvantage that the heating current tries to take the most direct route in them and the more remote areas experience weaker heating, especially at the edges and corners, and thus at least remain colder, which has the consequence that the heating effect and thus the welding of the foils remain inadequate in these colder areas or even fail completely. In other words, in addition to what has been said, the invention strives for practically uniform heating of the contact surfaces with the pack sides in order to ensure that the packs leave the shafts properly closed or packaged.
This objective of the invention is achieved to a large extent in that the heating current is forced to cover a longer distance, so that the electrical resistance is increased and, in turn, the transformer can be designed to deliver a higher secondary voltage. This is accompanied by uniform heating of the current-carrying contact plates with the packaging films.
The invention consists in that the heating elements consist of thin sheet metal plates, strips or coatings of electrically conductive material applied to the inside of the outer shaft walls and interrupted by slots or holes. The outer walls can be made of insulating material such as plastics, porcelain, etc. If metal is selected as the material for the outer walls, the applied sheet metal plates or strips or the conductive material coating must be electrically stripped from the outer walls.
In a preferred embodiment of the invention, the sheet metal plates have parallel slots which are directed parallel or obliquely to the conveying direction of the packs through the shaft and alternately open to the upper or lower edge of the sheet metal plate or end in front of these, so as to allow a meandering flow of the To give current through the sheet metal plates. In order to keep the current distribution at the deflection points of the meander-shaped flow and thus the generation of heat uniform, additional slots are provided at the deflection points.
These additional slots are intended to prevent the cross-sections at the deflection points from becoming larger, which would significantly reduce the current per mm2 cross-section, which could result in the corners remaining cold.
The heating elements can also be designed in a different shape. So z. B. they can consist of meandering wrapped strips that can be inserted into recesses in the outer walls.
The heating elements can also be formed by tapes wound in steps. Sheet metal plates or material coatings provided with holes can also serve as heating elements.
Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
1 is a diagrammatic representation of a first embodiment of the invention, partially broken away,
FIG. 2 shows a view of an inner heating plate of the embodiment according to FIG. 1,
Fig. 3 is an end view of a heating wall of Fig. 1;
4 shows a side view of the heating wall according to FIG. 1,
Fig. 5 is a schematic side view of the entire shaft,
6 and 7 illustrate a modified embodiment of the invention in front and side views,
8 and 9 show a further embodiment of the invention in front and side views,
10 and 11 show a further variation of the invention in front and side views,
Fig.
12 to 17 show in detailed representations a further particular embodiment of the invention,
Finally, FIG. 18 shows a particularly simple embodiment of the invention.
The embodiment according to FIGS. 1 to 5 has a shaft 5 formed by four rectangular walls 1, 2, 3 and 4, which is used to pass packs of objects such as cigarettes, for example, which are wrapped in packaging material, and thereby a heat treatment to undergo. Each of the inner walls 2, 3 and 4 is made of thin ones. Sheet metal plates, preferably made of resistance material, which are supported by outer shaft walls 6 made of steel, metal or plastic. An electrical insulating layer (e.g. mica, etc.) 7 is provided between the outer shaft walls and the inner sheet metal plates. The outer walls 6 and the insulating layers 7 are connected to the inner sheet metal plates 2, 3 or 4 by means of hollow rivets 8, which are electrically stripped by insulating sleeves 9.
The outer walls 6 and the wall 1 can consist of metal or an insulating material. The sheet metal plates 2 and 3 are electrically connected to one another by metal strips 11 and the sheet metal plates 3 and 4 by metal strips 12. The metal strips 11 and 12 are screwed to brackets 13 of the sheet metal plates 2, 3 and 4. Similar lugs 14 serve as clamps for terminating the sheet metal plates 2 and 4 from a voltage source of low voltage, specifically by means of conductors 15.
The sheet metal plates 2, 3 and 4 each have parallel slots 16 which are open to one edge 17 of each wall (cf. FIGS. 2, 3 and 4) and extend into the vicinity of the opposite edge 18. Further parallel slits 19 are provided between adjacent slits 16, which are open to the opposite edge 18 and extend into the vicinity of the edge 17. At the deflection points of the mandrel-shaped structure adjacent to the edges 17 and 18, inclined slots 21 are provided in order to make the current distribution at the deflection points and thus the heat generation uniform over the entire heating plate area. Otherwise it could happen that the corners would remain cold, as the current per mm of cross-section would decrease too much.
In other words, the cross-sections at the deflection points would otherwise be too large without the auxiliary slots.
According to FIG. 5, a plunger 22 is mounted displaceably under the shaft 5 and pushes the cigarette packs 23 up into the shaft 5, one wall of which is hinged to levers 24 in order to press this wall against the packs 23. A pusher 25 pushes the cigarette packs 23, which emerge from the shaft 5, then to the side.
The described arrangement works as follows:
While the cigarette packs 23 are pushed up by the punch 22 through the shaft 5, their packaging casings are through the direct contact with the sheet metal plates 2, 3 u. 4 (see also Fig. 1) heated. The necessary heat in the sheet metal plates 2, 3 and 4 is generated by an electric current which flows through the conductor 15 and the metal strips 11 and 12. As a result of the slots 16 and 19, the current takes a course as indicated in FIG. 2 by the arrows drawn. Through the aforementioned slots 16 and 19, the path of the stream is lengthened quite significantly. This longer path results in an increase in the electrical resistance of the sheet metal plates, which is further increased by the additional slots 21.
The increased resistance in turn makes it possible to increase the voltage between the terminals 14. In order to achieve the same heating output, the current intensity can be reduced accordingly. The additional slots 21 serve to distribute the current flow in the deflection parts of the meandering structures in such a way that a heating effect that is essentially uniform everywhere is achieved.
It goes without saying that changes can also be made to this arrangement. So z. B. slots 16 and 19 can be replaced by slots 116 and 119 as shown in Figs. are. These slots run at an incline to the edges 17 and 18. This inclined position of the slots has the advantage that the packs no longer remain continuously unheated on narrow strips on their way through the shaft, as is the case with perpendicular slots by they intersect the slanting slits as they move up.
8 and 9 show a shaft wall 206 from which a chamber 226 is milled and in which a heating band 227 - naturally insulated from one another - is wound in a meandering manner, inserted and z. B. is cemented to the wall by porcelain putty. The slots 216 and 219 correspond to the slots 16 and 19 of FIGS. 1 and 2. The effect here is thus the same as described above. namely a small current cross-section with a relatively large length of the heating tape.
In the embodiment according to FIGS. 10 and 11, the shaft wall 306 consists for example of hard porcelain, on the inside 328 of which a conductive resistance layer 327, e.g. B. chrome is applied by electroplating. The layer 327 can also be applied in the shape of a meander so that slits 316 and 319 result.
The layer 327 is to be kept very thin so that its resistance turns out to be comparatively high. As a result of the low application thickness, a small cross-section results even without a meandering division of the layer.
Since only a small mass of metal needs to be heated in this design, it has a low thermal inertia, i.e. H. it responds immediately when the power is turned on or off, which is very desirable so that the packs in the shafts cannot burn from pent-up heat when the packing machine is stopped. The same thread inserts are embedded in the porcelain mass during casting in order to be able to connect the heating wall and the power supply to it.
12 to 17 show an embodiment in which a heating band 427 is riveted horizontally or vertically or in any inclined position, insulated, or, if it is made of hard porcelain, glued or sintered on. These heating tapes, which are operated with low voltage according to their use as heating conductors, are guided from one step to the other on the sides 430 by bending and folding them crosswise. Figs. 12 and 13 show the overall arrangement. Of course, the heating tapes can also be applied more or less diagonally.
Slots 431 are then also created here between adjacent turns of the heating strips 24.
18 shows a W inner shaft wall 502 with openings in the form of holes 532. The wall 502 can consist of a thin sheet metal or, for example, be created by a galvanic coating. The holes 532 may be directed obliquely to the edges of the wall 502.
In practical operation, the temperature of the heating walls must be higher than the temperature that is necessary for the welding or gluing of the packaging materials, since the temperature is transferred relatively slowly to the packs. When the machine comes to a standstill, however, a larger amount of heat is immediately transferred to the packs, even if the heating resistors - as usual - are ventilated during the standstill. An effective remedy is to immediately switch off the power when the machine is at a standstill so that the heat supply stops immediately.
This includes, however, that the heating walls have the lowest possible heat capacity, i. H. Heat storage is inherent, so that only a small storage capacity is available when switching off and, on the other hand, when switching on again, the time required for self-heating of the resistor is as short as possible, so that sufficient heat or heat is available again immediately after switching on.