Maschine zum Einhüllen blockförmiger Gegenstände
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Einhüllen blockförmiger Gegenstände in eine schlauchartige, durch Endeinschläge eingeschlossene Umhüllung, mit einem horizontal arbeitenden Schieber, der die Gegenstände durch einen jeweils zugeführten Verpackungszuschnitt beim Bilden einer U-förmigen Umhüllung stösst, mit nach unten fördernden Vertikalschieberelementen, zum Herstellen der Umhüllung mittels Faltern und Heizelementen, sowie mit einer horizontal arbeitenden und in einen Stapelschacht mündenden Verschiebungsbahn.
Die Erfindung ist insbesondere für solche Verpackungsumhüllungen bestimmt, bei denen auf einer Längsseite zwei Längseinschläge der U-förmigen Umhüllung übereinanderliegen und weiterhin die jeweiligen Deckflächen unter Bildung von Eckeinschlägen und Deckeinschlägen geschlossen werden. Derartige Verpackungen sind insbesondere als Cellophanumhüllungen für Zigarettenpackungen erforderlich, da nur so z. B. mittels eines Aufreisstreifens ein einwandfreies Abtrennen des Hütchens möglich ist. Diese Verpackungsart findet jedoch auch bei anderen Aufreisspackungen und auch bei Gebindeverpackungen Anwendung. Die Verpackung ist keineswegs auf die Verwendung eines Aufreisstreifens beschränkt.
Für derartige Verpackungen verwendet man bisher Hubbahnsysteme, welche jedoch infolge der zahlreichen, mittels komplizierter Steuerkurven bewegter Hubbahnhaken wenig leistungsfähig, störanfällig und ausserordentlich kompliziert im Aufbau sind.
Auch Kettenmaschinen erweisen sich für diese Verpackungsart als nicht sehr geeignet, da entweder mehrere aufeinanderfolgende Ketten oder zurückschwingende, längs komplizierter Bahnkurven bewegte Kettenhaken Verwendung finden. Man hat auch Maschinen mit einem umlaufenden Revolver vorgeschlagen, welche jedoch infolge der erforderlichen Schrittschaltung des Revolvers langsam arbeiten und besondere, wenig betriebssichere Einrichtungen zur Entnahme der Verpackung aus der jeweiligen Revolverkammer erfordern.
Schliesslich sind Geradeausschiebermaschinen bekannt, bei welchen die Packungen mittels eines vor- und rücklaufenden Schiebers schrittweise durch die Maschine geschoben werden. Hierbei ist es jedoch nachteilig, dass die hintereinanderliegenden Packungen gegeneinanderdrücken und sich dadurch gegenseitig weiterschieben.
Insbesondere bei weichen Packungen kommt es dadurch leicht zu Stauchungen, so dass die Packungen nicht mehr stellungsrichtig in den Hochstösser des Endstapelschachtes gelangen.
Die Hauptschwierigkeit aller derartigen Maschinen besteht darin, dass die Packungen nach der U-förmigen Umhüllung mit dem Verpackungszuschnitt anhalten müssen, damit die Längsseiteneinschläge gefaltet werden können. Dieses erforderliche Anhalten der Packung wirkt sich natürlich auf den Bewegungsablauf in der Verpackungsmaschine sehr störend aus, so dass die vorerwähnten, zahlreichen Versuche gemacht wurden, welche jedoch alle das Problem nicht in zufriedenstellender Weise einer Lösung zuführen konnten.
Es ist weiterhin eine Maschine bekannt, die nach unten fördernde Vertikalschieberelemente in Form eines Stapelschachtes aufweist zur Herstellung einer schlauchförmigen Umhüllung. Für eine vollständige Verpackungsmaschine der erwähnten Art benötigt man somit zwei Stapelschächte, welche bekanntlich jeweils eine verhältnismässig komplizierte Ausbildung aufweisen. Für die Funktion eines Stapelschachtes sind neben Vertikalschieberelementen noch lüftbare Seitenwände notwendig.
Bei der Verwendung des Stapelschachtes zur Herstellung der schlauchförmigen Umhüllung sind zur zwei gegen überliegende Seitenwandungen an den jeweiligen Längsseiten der Packungen vorhanden; an den Schmalseiten können die Packungen innerhalb des Stapelschachtes nicht unterstützt werden, da die Endeinschläge noch nicht gefertigt worden sind. Deshalb ergibt sich in einem solchen Stapelschacht eine verhältnismässig schlechte Führung, so dass es leicht zu Verstopfungen oder Stauungen der Packungen kommen kann.
Bei der neu zu schaffenden Maschine sollen die erwähnten Nachteile vermieden sein.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Vertikalschieberelemente als Tasche zur Aufnahme je einer Packung ausgebildet sind, wobei ein durch die geschlitzte Bodenwandung der Tasche hindurchreichender Ausschieber zwischen der unteren Endstellung der Tasche und dem Stapelschacht verschiebbar ist.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemässen Maschine die Vertikalschieberelemente als Tasche ausgebildet sind, erhält man einen sehr einfachen Aufbau, da insbesondere lüftbare Seitenwandungen gänzlich vermieden werden können. Man erreicht weiterhin innerhalb des vertikalen Bewegungsabschnittes in der Maschine eine sichere Führung der Packungen, so dass Stauungen nicht vorkommen können. Die Tasche bewirkt eine zwangsläufige Führung der Verpackungen im vertikalen Bahnabschnitt, so dass sich auch bei hohen Arbeitsfrequenzen keine Störungen ergeben.
Die Erfindung verwendet somit nur einfach aufgebaute, betriebssichere, hin- und hergehende Elemente wie Schieber und Taschen. Wenn jeder Schieber jeweils nur auf eine Packung wirkt, so wird ein Zusammendrücken aneinanderstossender Packungen oder übergrosse Beschleunigungskräfte vermieden. Im Bereich des Endstapelschachtes kann man vor dem Hochstösser mehrere Packungen aneinanderstossen lassen. Doch kann man auch unmittelbar jede einzelne Packung mittels des Ausschiebers bis zu dem Hochstösser durchschieben.
Besonders vorteilhaft erweist sich ein durch die Tasche bedingtes, senkrecht zur Schieberbewegungsrichtung verlaufendes Bahnstück. Innerhalb dieses Bahnstückes lassen sich die Seitenlängseinschläge falten, wobei ein Längs einschlag mittels einer einfachen Faltkante gefaltet werden kann. Auch die Deckflächeneckeinschläge lassen sich in bequemer Weise herstellen. Es ist vorteilhaft, wenn innerhalb der Packmaschine nur jeweils längs gerader Bahnen bewegte Schieber, Taschen und Falter verwendet werden, welche in einfacher Weise mittels Kurbeln oder mittels Nockenscheiben gesteuert werden können. Irgendwelche komplizierten Kurvengetriebe sind dann nicht erforderlich.
Besonders zweckmässig erweist es sich, dass die Tasche von oben nach unten fördert, dadurch können alle Schieberelemente unterhalb der eigentlichen Verpackungsbahn untergebracht werden, so dass sie die oberhalb der Verpackungsbahn befindlichen Stapelschächte und Zuführungselemente für den Verpackungszuschnitt nicht behindern.
Insbesondere bei schnellaufenden Maschinen ist es empfehlenswert, Unter- und Oberteil der Tasche jeweils an gesonderte Führungseisen und Zugstangen anzuschliessen, so dass Ober- und Unterteil unabhängig voneinander verschoben werden können. Durch eine geeignete Verschiebung der Bewegungsphasen der genannten Teile lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit wesentlich erhöhen.
Bei einer Machine nach der Erfindung benötigt man nur noch eine geringe Anzahl beweglicher Falter, bei welchen ausserdem der Verschiebungsweg möglichst klein gehalten ist. Kleine Verschiebungswege wirken sich ja bekanntlich bei Mschinen mit hin- und hergehenden Teilen sehr günstig aus, da dann trotz hoher Arbeitsfrequenz die erforderlichen Beschleunigungen gierig gehalten werden können.
In der folgenden Beschreibung sind mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Maschine anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine Maschine im Aufriss, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen Schnitt längs II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt längs IV-IV in Fig. 1,
Fig. 5 einen Schnitt längs V-V in Fig. 1,
Fig. 6 eine Erläuterung der Bewegungsphasen von Taschenoberteil und -unterteil im Bereich der oberen Endstellung,
Fig. 7 eine entsprechende Erläuterung wie Fig. 6 im Bereich der unteren Endstellung und
Fig. 8 einen Gebindepacker.
Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung stellt eine Cellophaniermaschine für blockförmige Päckchen dar. Diese Maschine umfasst am Eingang einen Stapelschacht 2, dessen Wände an nicht dargestellten Traversen des ebenfalls nicht dargestellten Maschinengestelles in geeigneter, an sich bekannter Wei se aufgehängt sind, und der die zu cellophanierenden Päckchen 3 aufnimmt. Die Päckchen, beispielsweise Zigarettenpäckchen, werden in den Stapelschacht mittels geeigneter Zuführeinrichtungen oder von Hand eingelegt. An der Entnahmestelle ist ein Schieber 1, welcher gegebenenfalls eine Stufe la aufweist, angeordnet.
Der Schieber 1 sitzt auf dem mittels Führungsstangen 52 geführten Schieberrahmen 51, an welchen über eine in dem Lager 83 angelenkte Zugstange ein in dem gestellseitigen Lager 89 gehaltener und durch den Gelenkzapfen 84 mit der Zugstange verbundener Hebel 86 angreift, welcher seinerseits von einer über einen Gelenkzapfen 87 angelenkten Zugstange 88 mittels einer nicht dargestellten Kurvenführung angetrieben wird. Die Führungsstangen 52 sitzen an Traversen 53 und 85 des Maschinengestelles.
An dem Schwenkzapfen 91 ist ein Rückhaltefinger 90 mit einer Raste 90a angelenkt, welcher jeweils infolge Schwerkraftwirkung auf den Packungen aufliegt.
Die Zuführung der Verpackungszuschnitte erfolgt in an sich bekannter Weise. Das Verpackungsmaterial wird jeweils in geeigneter Länge von einem Vorrat abgezogen und mittels in einer rotierenden, auf einer Welle 9 sitzenden Messerwalze 6 gehaltenen Messern 7, welche mit einer auf einer Welle 8 sitzenden Gegenwalze 5 zusammenwirkt, zugeschnitten. Zur Führung der Zuschnitte dienen an den Gestelltraversen 96 und 97 sitzenden Papierführungen 92 und 93.
Unmittelbar an die Aufnahmestation für die Verpackungszuschnitte schliessen sich Faltführungen 10 und 10' an, welche eine U-förmige Umhüllung der Packung längs der Stirnschmalseite sowie der Längsbreitseiten bewirken.
Die bisher beschriebenen Maschinenelemente gehören zu dem Bahnabschnitt des Schiebers 1. An diesen Bahnabschnitt schliesst sich sodann eine Querförderstrecke an, innerhalb deren die Verpackung mittels einer Tasche 11, 12 in eine tiefer gelegene Ebene bewegt werden.
In der oberen, gestrichelt eingezeichneten Stellung 11', 12' der Tasche fluchten die obere und untere Taschenwand mit den Faltführungen 10 und 10'. Der Aufbau der Tasche ergibt sich insbesondere aus Fig. 3. Die dargestellte Ausführungsform der Tasche ist zweigeteilt, wobei der Oberteil 12 an Führungseisen 68 sitzt, welche in Doppelführungen 66 gleiten und mittels einer Traverse 72 verbunden sind. An der Traverse greift an einem Gelenkzapfen 73 eine kurvengesteuerte Zugstange 74 an. Die Doppelführungen 66 sitzen an Gestelltraversen 65.
Der Taschenunterteil 11 ist geschlitzt ausgebildet, wobei die beiden Hälften jeweils an Führungseisen 67 sitzen, die ebenfalls in den Doppelführungen 66 gleiten und durch eine Traverse 71 verbunden sind. An einem Gelenkzapfen 70 der Traverse 71 greift eine kurvengesteuerte Zugstange 69 an. An den stirnseitigen Enden der Hälften des Taschenunterteiles 11 sitzen seitlich Faltklötze 19, welche die Eckeinschläge der Deckflächen falten. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass im mittleren Bereich der Tasche weitere Faltklötze 18 vorhanden sind, welche vorzugsweise an dem Taschenoberteil sitzen. Diese Teilung der Faltklötze ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch in vielen Fällen, insbesondere bei geteilter Tasche für den Bewegungsablauf zweckmässig, wie sich aus dem folgenden noch ergeben wird.
Wie man aus Fig. 1 ersieht, erstrecken sich die Faltklötze nicht über die gesamte Taschenlänge.
An einer Gestelltraverse 14 sitzt eine Wandung 13, welche in der oberen Stellung der Tasche 11', 12' dieselbe stirnseitig begrenzt und einen Anschlag bildet. Weiterhin ist an einem Gestellhalter 100 mittels Parallelogrammlenkern 98 ein im rückseitigen Bereich der Tasche beweglicher Oberfalter 20 vorgesehen, welcher durch eine Zugstange 101 bewegt wird. Die Stirnkante der Faltführung 10 ist als Faltkante 21 a augebildet. Ferner ist in der anschliessenden rückseitigen Führungswandung 21 des Taschenführungskanales ein Heizleiter 22 eingebaut.
Der unteren Taschenstellung 11, 12 ist ein Falter 94 mit Faltdaumen 26 zugeordnet, welche in die Seitenteile der Tasche eintreten können. Der Falter 94 sitzt auf Führungseisen 55, welche in an der Traverse 53 gehaltenen Führungen 54 gleiten und mittels einer Gelenkverbindung 56 an eine Zugstange 58 angelenkt sind. Auf einem Gelenkzapfen 59 der letzteren sitzt ein ausserdem in einem festen Gelenkzapfen 62 gelagerter Hebel 95, welcher mittels eines Gelenkzapfens 60 mit einer kurvengesteuerten Zugstange 61 verbunden ist.
Schliesslich ist der unteren Stellung der Tasche 11, 12 ein Ausschieber 23 zugeordnet, welcher durch den Schlitz des Unterteiles 11 hindurchtritt. Der Ausschieber 23 sitzt an der auf einer an Gestelltraversen 99 und 102 befestigten Führungsstange 25 gleitenden Schieberführung 24, welche mittels einer in einer Schiene 64 gleitenden Führungszunge 63 gegen Verdrehung gesichert ist. An einem von der Führungszunge 63 getragenen Schwenkzapfen 76 sitzt eine Zugstange 75, welche durch eine Gelenkverbindung 77 mit einem andererseits mittels des gestellseitigen Schwenkzapfens 81 gelagerten Hebel 78 verbunden ist. Zur jeweiligen Verstellung des Hebels 78 dient eine an einem Gelenkzapfen 79 angelenkte, kurvengesteuerte Zugstange 80.
An die untere Stellung der Tasche schliessen sich die Wandungen 15 und 16 der Ausschiebebahn an, wobei die Wandung 15 vorzugsweise unmittelbar mit der Wandung 13 zusammenhängt, während die Wandung 16 an einer Gestelltraverse 46 sitzt. Selbstverständlich können jedoch diese Wandungen auch in anderer Weise in dem Gestell aufgehängt sein. Zu der Ausschiebebahn gehört ausserdem eine geeignet angeordnete Faltweiche 17 zum jeweiligen Hochlegen der unteren Deckflächenlängseinschläge. Die Bodenwandung 16 ist ebenfalls geschlitzt, damit der Aussenschieber 23 in dieselbe eintreten kann.
Es ist vorzuziehen, dass der Ausschieber noch durch die Ausschiebebahn hindurchtritt und die Packungen unmittelbar in den noch zu beschreibenden Hochstösser 27 einschiebt, damit sich die Packungen nicht aneinander stauen.
Der Hochstösser 27 sitzt an einem in einer von einer Gestelltraverse 37 getragenen Führung 36 gleitenden Führungseisen 38, an dessen mittels eines Flansches 50 auf das Führungseisen 38 aufgeschobenem Verbindungsglied 39 ein Gelenkzapfen 40 für eine kurvengesteuerte Zugstange 41 befestigt ist. An der Führung 36 sitzen Gelenklager 35 zur Aufnahme von Stützhebeln 33, abren Finger 33a die hochgeschobenen Packungen 3f abstützen. An Schenkeln 47 der Stützhebel 33 greifen an Gelenkzapfen 48 kurvengesteuerte Zugstangen 49 an.
Oberhalb des Hochstössers 27 befindet sich ein Stapelschacht, dessen eine an einer Traverse 43 sitzende Wand 42 unbeweglich ist. Die restlichen oberen Stapelschachtwände 44 und 45 sind ebenfalls fest angeordnet, während die unteren Stapelschachtwände 29 mittels der Parallelogrammhebel 31 gelüftet werden können. Die Parallelogrammhebel 31 werden in an sich bekannter Weise mittels Zugstangen 32 betätigt. In den Wandabschnitten befinden sich Heizplatten 30 zum Versiegeln der Packungen. Im unteren Teil der Seitenwände 29 befinden sich Durchbrüche 34, durch welche die Finger 33a greifen. Die Stirnkanten 28 sind nach aussen erweitert, damit die Packungen beim Eintritt in den Stapelschacht geführt werden.
Nunmehr soll die Arbeitsweise einer derartigen Maschine beschrieben werden, wobei insbesondere auch noch auf die Darstellung der Bewegung der Taschenteile gemäss den Fig. 6 und 7 hingewiesen wird.
Die blockförmigen Packungen 3, welche cellophaniert werden sollen, liegen in dem Stapelschacht 2, aus welchem sie einzeln mittels des Stufenschiebers 1 entnommen werden. Sämtliche Schieber, Faltern Stosstücke, Hochstösser u. dgl. werden in an sich bekannter Weise mittels Steuerkurven gemäss dem Maschinentakt angetrieben. Jede Packung 3 wird zunächst von der Stufe la in die Stellung 3a verschoben, wo der Rückhaltefinger 90 die Packung erfasst, so dass die Packung beim Rücklauf des Schiebers 1 nicht mitgenommen wird. Wenn der Schieber 1 zurückgelaufen ist, fällt die Packung in die Stellung 3b herab und liegt nunmehr vor dem Schieber 1.
Beim nächsten Takt des Schiebers 1 wird die Packung 3b mitgenommen und stösst durch den inzwischen bereitstehenden Cellophanzuschnitt, welcher beim Durchstoss durch die Faltführungen 10 und 10' U-förmig umgefaltet wird. Die Packung wird in die in der oberen Stellung bereitstehende Tasche 11', 12' eingeschoben, so dass sie in die Stellung 3c kommt. Dabei falten die Faltklötze 18' und 19' die stirnseitigen Eckeinschläge ein.
Nunmehr fährt der Falter 20 herab und legt den oberen Längsseiteneinschlag nach unten um. Bereits während des Abwärtshubes des Falters 20 setzt sich die Tasche nach unten in Bewegung. Der untere Längsseiteneinschlag wird durch die Faltkante 21 umgelegt. Die Seitennaht wird mittels des Heizleiters 22 verschweisst bzw. zumindest vorgeheftet.
In der unteren Stellung 3d fährt zunächst der Falter 26 unter Umlegen der rückseitigen Eckeinschläge in die Deckeinschläge ein. Gleichzeitig setzt sich der Ausschieber 23 in Bewegung und schiebt die Packung 3d in die Ausschiebebahn ein, wo die Faltweichen 17 die jeweils unteren Deckseiteneinschläge nach oben falten. Sobald der Ausschieber 23 aus dem Schlitz des Taschenunterteiles 11 ausgetreten ist, kann bereits die Aufwärtsbewegung der Tasche einsetzen, während danach der Ausschieber unterhalb der Tasche zurückläuft. Dieses bedeutet einen erheblichen Zeitgewinn. Der Ausschieber 23 schiebt die Packung bis in die Stellung 3e über dem Hochstösser 27. Derselbe wird taktweise hochgehoben und hebt damit die Packungen in dem Stapelschacht hoch. In an sich bekannter Weise werden dabei die Schachtwände 29 sowie die Finger 33a gelüftet.
Der oben beschriebene Funktionsablauf ist davon unabhängig, ob die Tasche einteilig oder in Ober- und Unterteil geteilt ausgeführt ist. Besondere Vorteile hinsichtlich der zeitlichen Steuerung des Bewegungsablaufes ergeben sich jedoch bei Teilung der Tasche, wie sich aus dem folgenden ergibt. Fig. 6 zeigt die Bewegung der Taschenteile in dem oberen Endbereich. Zunächst erreicht der Oberteil 12' seine Endstellung, so dass nunmehr das Einschieben der Packung 3 mittels des Schiebers 1 beginnen kann. Der Unterteil 11 kommt verzögert nach oben. Derselbe muss etwa dann seine Endstellung erreichen, wenn die Stirnseite in Höhe des Faltklotzes 19 kommt. Nach völligem Einfahren der Packung bewegen sich beide Taschenteile gemeinsam nach unten, wo in der oben beschriebenen Weise der Falter 26 und der Ausschieber 23 in Tätigkeit treten.
Sobald der Ausschieber 23 die hintere Stirnseite aus dem Bereich der Faltklötze 18 herausgeschoben hat, beginnt bereits der Aufwärtshub des Oberteiles 12, wie Fig. 7 erkennen lässt.
Nach völligem Ausschieben der Packung 3 wird der Un terteil 11 nach oben bewegt. Die Steuerungvon Unterund Oberteil erfolgt beispielsweise mittels gegeneinander versetzter Steuerkurven. Hierdurch erzielt man eine erhebliche Zeitverkürzung des gesamten Bewegungsablaufes der Tasche, da das Auffüllen bereits frühzeitig beginnen kann. Da die Gesamtmasse der Tasche geteilt ist, werden die Teile nacheinander beschleunigt, so dass keine so grossen Maximalkräfte auftreten.
Fig. 8 zeigt einen Gebindepacker. Die Gebindeblöcke 203 werden mittels eines Transportbandes 202 zugeführt. Ein Schieber 201 schiebt die Blöcke in die Tasche 211', 212' ein, wobei ein Einhüllungszuschnitt 204, welcher zwischen Führungen 293, 292 zugeführt wird, durchstossen und in den Faltführungen 210, 210' U-förmig gefaltet wird.
Beim Einschieben der Packung 203a in die Tasche treten die Faltklötze 219' in Tätigkeit. Ausserdem ist ein Falter 220 sowie eine Faltkante 221 vorhanden. In der unteren Stellung der Tasche 211, 212 befindet sich die Packung 203b vor einem an einem Führungseisen 225 sitzenden Ausschieber 223. An einem Querbügel 294 sitzen die Falter 226 für die rückseitigen Deckeinschläge.
Die Taschenteile sitzen an Führungseisen 267 und 268.
Die Ausschiebebahn 215, 216 umfasst Faltweichen 217, 217a zur Bildung der Decklängseinschläge. In der Ausschiebebahn schieben sich die Gebindeblöcke hintereinander, bis sie in der Stellung 203c vor einen Hochstösser 227 gelangen, welcher an einem Führung eisen 238 sitzt. Die Packungen werden längs einer Führungswandung 229 durch den Hochstösser 227 hochgeschoben, und in der Stellung 203d von einem weiteren Schieber in eine Ausgabestrecke abgeschoben. Die Funktion dieses Gebindepackers ist ohne weiteres verständlich, so dass sich eine ins einzelne gehende Beschrei bung erübrigt.