Zuführvorrichtung für Verpackungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zur Verpackung von Süsswaren
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zuführvorrichtung für Verpackungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zur Verpackung von Süsswaren, mit von einem Drehantrieb über Ubertragungsorgane betätigten Greifern zum Erfassen und Bewegen von Gegenständen verschiedener Form und Grösse sowie mit einer von den zu erfassenden Gegenständen selbst betätigten Einrichtung zur Blockierung der Greifer.
Es ist bekannt, dass insbesondere in der Industrie zur Herstellung von Süsswaren ein und dieselbe Verpakkungsmaschine leicht zum Arbeiten mit verschiedenförmigen Produkten verschiedener Grösse zwecks Verpackungen verschiedener Art hergestellt werden kann.
Zu diesem Zweck genügt es oft, eine kleine Anzahl von Bestandteilen der Maschine zu regeln oder zu ersetzen.
Es ist aber nicht immer möglich, die verschiedenen Produkte in derselben Weise der Verpackungsmaschine zuzuführen, so dass in diesen Fällen das Zuführungssystem umgeändert werden muss.
Ein typisches Beispiel kann im Vergleich der normalen Verpackung von z. B. rechteckigen Schokoladetafeln zur Verpackung mit Wickelende von sogenannten Hütchen-Bonbons, die eine stumpfkegelige oder zylindrische Form mit gewölbtem Oberteil aufweisen, gesehen werden. Auch in diesem Falle kann die Verpackungsmaschine leicht eingestellt werden, um mit dem einen oder anderen der oben benannten Produkte zu arbeiten. Es ist jedoch notwendig, das Produkt in einer verschiedenen Orientationsiage der Verpackungsmaschine abzugeben. In der Tat, während die Schokoladetafeln der Verpackungsmaschine flachgelegt abgegeben werden können, und zwar durch ein einfaches Verschieben der Schokoladetafeln, müssen die sogenannten Hütchen, die mit ihrer Bodenfläche auf der Zuführvorrichtung angeordnet sind, in umgekippter Lage der Verpackungsmaschine abgegeben werden.
Aus diesem Grunde müssen die bekannten Zuführungsvorrichtungen beim Über- gang von einem Produkt zu dem anderen ersetzt werden. Ausserdem sind die bekannten Zuführvorrichtungen für Verpackungen mit Wickelende oder Masche umständlich und arbeiten langsam wegen der Vielfalt der Bewegungen, die sie durchführen müssen. Demzufolge muss auch das Arbeiten der nachgeordneten Verpackungsmaschine verlangsamt werden, so dass die Wirkungsweise und die Produktivität der Anlage sehr vermindert wird.
Die erfindungsgemässe Zuführvorrichtung für Verpackungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zur Verpackung von Süsswaren, mit von einem Drehantrieb über Übertragungsorgane betätigten Greifern zum Erfassen und Bewegen von Gegenständen verschiedener Form und Grösse sowie mit einer von den zu erfassenden Gegenständen selbst betätigten Einrichtung zur Blockierung der Greifer ist dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer auf koaxial angeordneten, in axialer Richtung teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Wellen befestigt sind, die durch Nocken und Gelenkstangen unabhängig voneinander drehbar und axial verschiebbar sind.
Eine Erläuterung der Erfindung ist der nachfolgenden Beschreibung einer vorzugsweisen, jedoch nicht ausschliesslichen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Zuführungsvorrichtung zu entnehmen, welche in der beiliegenden Zeichnung, ohne auf diese beschränkt zu sein, dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Schnitt der Vorrichtung entlang der Linie I-I von Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt der Zuführungsvorrichtung entlang der Linie I-I von Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Organe für die Blockie rung der Drehbewegung der die Greif- oder Schuborgane tragenden Elemente, wobei in der Darstellung der gehäuseartige Stützteil weggelassen ist,
Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer Verpackungsmaschine, welcher die erfindungsgemässe Zuführungsvorrichtung zugeordnet ist.
Fig. 5 und 6 zeigen n einige Einzelheiten der Vor- richtung.
Die oben erwähnten Darstellungen, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, zeigen einen gehäuseartigen Abstützteil 1, in welchen eine Welle 2 eingesetzt ist, auf der Nocken 3, 4, 5 verkeilt sind. Die beiden ersterwähnten Nocken weisen auf den einander zugekehrten Seiten Nuten 4a und 3a auf, die eine geschlossene oder endlose Kurve bilden.
Diese Nocken wirken demnach sowohl beim Hin- als auch beim Rückweg positiv, wogegen der Nocken 5 eine normale, radial wirkende Ausführung ist und nur einen einzigen Weg steuert.
Vom Boden la des Stützgehäuses erheben sich zu beiden Seiten der Welle 2 Nasenpaare 6 und 7, die senkrecht zur erwähnten Welle 2 liegen und in deren oberen Bereichen Sitze für Zapfen 8 und 9 ausgebildet sind, die demnach parallel zur Welle 2 liegen.
Aus dem Zapfen 8 ist ein zentral wirkender Hebel 10 angelenkt, wogegen auf dem Zapfen 9 Hebel 11 und 12 gelenkig angeordnet sind, von denen der erste von der Art des Hebels 10 und der zweite ein Winkelhebel mit dem Drehpunkt im Scheitelbereich ist.
Die mit dem Nocken 4 bzw. 3 zusammenwirkenden Hebel 10 und 11 weisen in ihrem mittleren Teil Rollen 1 0a und lla auf, die sich um Zapfen drehen, welche senkrecht zur Schwingungsebene der Hebel an letzteren befestigt sind. Diese Rollen greifen in die Nuten 4a bzw.
3a der Nocken ein, welche folglich eine Schwingung der freien Hebelenden bewirken.
Eine analoge Rolle 12a, welche mit der Stirnfläche des Nockens 5 zusammenwirkt, ist am Ende des Hebels 12 vorgesehen.
Die freien Enden der Hebel 10 und 11 weisen eine gabelförmige Ausbildung 10b bzw. 1 ib auf.
In die Gabel 1 ib greift gelenkig über einen Zapfen 13 eine Schubstange 14 ein, welche die Gabel mit dem mittleren Teil 15a eines Bockes 15 verbindet, auf dessen Armen 1 5b und 1 5c Sitze zur Einführung eines Endes einer Hohlwelle 16 ausgebildet sind. Zwischen die Arme des Bockes ist eine Muffe 17 eingesetzt, welche an der Welle befestigt ist und somit derart an dieser angreift, dass sich die Welle mit der Muffe drehen, jedoch nicht unabhängig von der Muffe verschieben kann.
An dem dem Bock entgegengesetzten Ende ist die Welle 16 in einer Kopfbüchse 1 gelagert, welche mittels Schrauborganen, die in einer auf ihr ausgebildeten Flansche eingreifen, an der Vorderwand 1b des gehäuseförmigen Stützteiles der Vorrichtung befestigt ist. Zwischen dieser Kopfbüchse und der Welle ist an dem vom Stützgehäuse nach aussen abstehenden Ende ein Dichtungsring 19 eingesetzt, der von einem Ring 20 in dem in der Büchse ausgebildeten Sitz gehalten wird.
In dem nach aussen weisenden Ende der Welle 16 ist ein Ring 21 aus Antireibungsmaterial befestigt, welcher als Halterungselement für die später beschriebenen Greif- oder Schuborgane und als Antireibungselement für eine in das Innere der Welle 16 eingesetzte Welle 22 dient, welche in der Hohlwelle 16 frei verschiebbar gelagert ist. Zur Lagerung dieser inneren Welle weist die Hohlwelle im Bereich ihres zweiten Endes Anti- reibungsorgane auf, die durch eine Kopfbüchse 23 ge bildet sind. An die innere Welle 22 greift analog wie bei der Welle 16 ein Bock 24 an, welcher zwischen seinen Armen 24b und 24c eine an der Welle befestigte Muffe aufweist und eine Drehung der Welle und der Muffe ermöglicht, diese jedoch axial festhält.
Am mittleren Teil 24a des Bockes ist eine Schubstange 26 angelenkt, welche den Bock mit der Gabel 10b des Hebels 10 verbindet. Das zweite Ende der Welle 22 - das erste Ende ragt aus der Hohlwelle nach aussen - ist in einer Kopfbüchse 27 gelagert, die mit Schrauborganen am Stützgehäuse im Bereich der Wand 10 befestigt ist. Es ist offensichtlich, dass beim Drehen der Welle 2, auf welcher die Nocken 3 und 4 aufgekeilt sind, die Wellen 16 und 22 in den jeweiligen Büchsen laufen und sich bei geeigneter Ausbildung der Nut mit einer bestimmten Gesetzmässigkeit geradlinig hin und her bewegen und insbesondere eine geradlinige intermittierende Alternativbewegung durchführen.
Weiters ist es offensichtlich, dass man bei entsprechender Ausbildung zusätzlich zur Bewegung mit Bezug auf das Stützgehäuse eine Relativbewegung zwischen den beiden Wellen, welche dadurch, wie später erläutert wird, Greiforgane betätigen können, erzielen kann.
Auf die Aussenseite der Kopfbüchse 1 ist eine Muffe 28 aufgesetzt, von welcher radial eine Nase 28a absteht, an der mit Schrauben 29 eine Führung 30 befestigt ist, deren zweites Ende mittels Schrauben 32 mit der Nase 31 a eines Muffenelementes 31 verbunden ist, welches auf die Kopfbüchse 27, die für es als Lagerzapfen fungiert, aufgesetzt ist.
Der mittlere Teil 30a der Führung weist eine Nut auf, in welche Lager eingesetzt sind, die als Rollen fungieren und von an den Muffen 17 und 25 befestigten Zapfen 36 und 37 abgestützt werden. Es ist offensichtlich, dass das Vorhandensein der Führung ein Verschieben der Wellen unter der Wirkung der Nocken 3 und 4 nicht behindert, wie auch durch den Eingriff zwischen den mit den erwähnten Nocken zusammenwirkenden Hebeln und den Wellen eine teilweise Drehung der letzteren, welche durch Drehung der die Führung abstützenden Muffenelemente hervorgerufen werden kann, nicht behindert wird.
Zur Drehung der Führung 30 weist das Element 31, in gleicher Weise wie die Nase 3 1a abstehend, eine Gabel 33 auf, in welche über ein Kugelgelenk 38 eine Zugstange 39 eingreift, deren anderes Ende über ein weiteres Kugelgelenk 40 mit dem Ende 1 2b des Hebels 12 in Eingriff steht, der durch den Nocken 5 betätigt wird. Diese steuert, wie bereits erwähnt wurde, nur einen Weg, und es ist für die Rückführung eine Feder 41 vorgesehen, die durch Zugspannung zwischen dem Hebel und dem an der Wand 10 des Stützgehäuses befestigten Zapfen 42 wirkt.
Die zwischen der Gabel 33 und der Zugstange und zwischen dieser und dem Ende des Hebels 12 eingesetzten Kugelgelenke ermöglichten die Übertragung der Bewegung, obgleich zueinander in einem Winkel von 900 angeordnete Elemente vorhanden sind und sich ihre Enden auf verschiedenen Kreisbahnen bewegen.
Die Muffe 2 weist ausser der Nase 28a, mit welcher die die Drehung der koaxialen Wellen 16 und 22 steuernde Führung 30 starr verbunden ist, eine ebenfalls radial abstehende Nase 28b auf, an welcher mittels Schrauben 43 eine aus hartem Material bestehende Platte 44 befestigt ist, die die Form eines runden
Kranzsektors hat.
Mit der Platte 44 wirkt ein Haken 45 zusammen, der mittels Schrauben 46 an einem radialen Fortsatz
47a einer Muffe 47 befestigt ist, welche im Inneren des Stützgehäuses am Ende einer Welle 48 verkeilt ist (das Lager der Welle 48 ist im Stützgehäuse im Bereich von dessen Vorderwand ausgebildet und es ist von ihm in der Zeichnung nur die Verstärkung der Wand entsprechend dem Rand der Befestigung dargestellt; in Fig. 3 ist die für diese Welle als Lagerung fungierende Verstärkung nicht dargestellt, um die auf dem äusseren Ende der Welle aufgekeilten Teile nicht zu verdecken).
An der Muffe 47 ist weiters ein Zapfen 49 befestigt, an welchem eine (nicht dargestellte) Feder verankert ist, welche den Haken 45 gegen den Rand des Sektors 44 hält. Dadurch, d. h. durch den gegenseitigen Angriff zwischen Haken und Sektor, kann sich das koaxiale Wellenpaar in einer Richtung drehen, jedoch nicht durch die Wirkung der Feder 41 in die Ausgangsstellung zuzurückkehren, bis dass nicht dieser gegenseitige Angriff aufgehoben wird.
Am Ende der Welle 48, ausserhalb des Stützgehäuses, ist ein Arm 50 befestigt, der so lang ist, dass sein Ende 50a knapp über die obere Fläche einer Platte 51 hinausragt. Diese Platte ist auf der Verlängerung der oberen Fläche eines Förderbandes 52 angeordnet, welches auf zwei Walzen 53, von denen nur eine dargestellt ist, läuft und neben einer Aufgabefläche liegt. Das Ende 50a des Armes ist etwas verbreitet, um im wesentlichen den ganzen rückwärtigen Rand der Platte 51 zu umfassen, auf welch letztere die einzuwickelnden Produkte auf Grund der kombinierten Wirkung des Bandes und der von diesem transportierten Produkte geschoben werden.
Das vorderste Produkt greift auf Grund der auf es ausgeübten Schubwirkung an das Ende des Armes 50 an und bewirkt daher unter Überwindung der Kraft der am Zapfen 49 angehängten Feder die Drehung des durch den Arm 50 selbst, durch die Welle 48 und durch den Haken 45 gebildeten Hebels, wodurch der Haken 45 den Sektor 44 freigibt und folglich die Rückdrehung des koaxialen Wellenpaares 16, 22 ermöglicht, sobald ein Produkt sich in der zur Durchführung dieser Steuerung erforderlichen Stellung befindet.
Das Förderband 52 führt vorzugsweise eine mit der Bewegung der Zuführvorrichtung synchron arbeitende intermittierende oder schrittweise Bewegung, derart, dass sich das Förderband 52 nur dann vorwärts bewegt, wenn die beweglichen Organe der Zuführvorrichtung eine bestimmte Lage erreicht haben. Es wird auf diese Weise eine Blockierungssicherheitsvorrichtung geschaffen, wobei die Schub- oder Abnahmeorgane der Produkte immer und nur dann wirken, wenn die Produkte in der richtigen Lage sind und ausser von der Zuführungsvorrichtung von der Verpackungsmaschine durch Angriff ihrer geformten Oberflächen in der vorherbestimmten Lage behandelt werden können.
Ausser den oben beschriebenen Organen zeigt die Fig. 3 ein winkelförmiges und einen Schieber bildendes Element 55, welches mit dem Kopfring 21 der Hohlwelle 16 verbunden ist und dessen mit der Welle verbundener Arm so lang ist, dass sein zweiter Arm knapp oberhalb der oberen Fläche der Platte 51 zu liegen kommt. Dieser zweite Arm weist seinerseits einen Einschnitt 56 auf, dessen Bereich, der sich vom Ende 50a des Armes 50 ab erstreckt, d. h. der Teil, der über der Platte 51 liegt, vorzugsweise nicht länger ist als die Länge eines einzuwickelnden Produktes.
Anstatt des oben beschriebenen Schiebers 55 kann die Zuführungsvorrichtung mit Greiforganen versehen werden, die das Produkt ergreifen, transportieren und gleichzeitig teilweise drehen. Diese teilweise in den Fig. 1, 4, 5 und 6 dargestellten Greiforgane bestehen aus Blöcken 57 und 58 mit geformter Oberfläche, damit sie sich an das Produkt, welches abgenommen werden soll, anpassen, z. B. Hütchen 59, Fig. 4 und 5, und sind mit Einstellschrauben an Haltearmen 60 und 61 befestigt, die im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind und deren Seitenteile auf verschiedenen Ebenen liegen, damit sie nicht die Hebeeinrichtung 62 der Verpackungsmaschine stören.
In der Folge wird die Arbeitsweise der beschriebenen Zuführungsvorrichtung beschrieben, wobei vorausgesetzt wird, dass die Hauptwelle 2 synchron mit einer Welle der Verpackungsmaschine verbunden ist und dass auch die Transporteinrichtung mit einer geeigneten Antriebsquelle synchron in Verbindung steht.
Die Produkte werden auf die Aufgabeeinrichtung gebracht, und es wird die Verpackungsmaschine und somit auch die Zuführungsvorrichtung in Bewegung gesetzt und Produkte auf das Band geschoben. Für das Einwickeln von Produkten, die kein Wickelende erfordern, ist die Zuführungsvorrichtung wie in Fig. 3 dargestellt ausgebildet, d. h. mit einem Schieber 55, der mit dem Ende 21 der Hohlwelle verbunden ist und dessen Ausgangsstellung der in Fig. 3 dargestellten Stellung entspricht. Demnach ist die Bewegungsbahn oder Arbeitsbahn des Schiebers die, welche mit seinem Arm oder der oberen Fläche der Platte 51 durchgeführt wird.
Während der Zeit zwischen dem Einschalten und der Ankunft der ersten Produkte in der Arbeitszone der Zuführvorrichtung laufen letztere und die Verpakkungsmaschine leer. Hierbei laufen bei der Drehung der Nockengruppe die beiden koaxialen Wellen vor, drehen sich bei Erreichen des Bewegungsumkehrpunktes unter der Wirkung des Nockens 5, verbleiben in der eingenommenen Lage und vollführen in dieser den Rückweg.
Bei Erreichen des zweiten Umkehrpunktes der Verschieberichtung drehen sie sich nicht zurück, wie es die Ausbildung des Nockens 5 und die Wirkung der Feder 41 ermöglichen würde, sondern verbleiben in ihrer Lage auf Grund des Eingriffes zwischen dem Sektor 44 und dem Haken 45, welcher durch die in den Zapfen 49 eingehängte Feder unter Spannung gehalten wrrd. Da diese Spannung nicht durch auf den Arm 50 wirkende Produkte aufgehoben wird, erfolgen, solange keine Produkte ankommen, die nachfolgenden Bewegungen der koaxialen Wellen bei blockierter Drehung, in welcher Stellung der aktive Arm des Schiebers von der Platte 51 abgehoben ist.
Wenn Produkte in den Bereich der Platte gelangen und auf den Arm 50 wirken, wird die Drehbewegung der koaxialen Wellen freigegeben und folglich die Rückkehr des Schiebers in die Arbeitsstellung (Hinbewegung), die Drehung desselben in die von der Platte abgehobene Stellung, Rückbewegung und Drehung zur Rückkehr in die Arbeitsstellung, wenn in der Zwischenzeit ein weiteres Produkt auf die Platte in eine den gegenseitigen Eingriff zwischen Haken und Sektor verhindernde Lage gelangt ist, bewirkt.
Wie oben angedeutet, ist die intermittierende Bewegung des Förderbandes 52 vorzugsweise derart mit der Bewegung der Zuführvorrichtung synchronisiert, dass das Förderband vorwärts kommt und also das Produkt auf den Arm 50 drückt und die Blockierung abstellt, wenn der Schieber 54 bzw. die Greifer 57, 58 die Rückbewegung durchführen. Wenn jedoch die Verpakkungsmaschine und die Zuführungsvorrichtung für Produkte mit Wickelenden verwendet werden sollen, so werden an den Enden der beiden koaxialen Wellen die U-förmigen Halterungen 60 und 61 und die Greifblöcke 57 und 58 befestigt. Je nach der Ausbildung der Blockhalterungen wird das Band derart angeordnet, dass sich die Platte, auf welche es die Produkte befördert, im Bereich der Greifblöcke liegt, wenn sich die Zuführungsvorrichtung am Beginn des Arbeitsweges befindet.
In diesem Falle, wenn kein Produkt auf den Arm 50 drückt, dreht sich die Zuführungsvorrichtung weiterhin in der gedrehten Stellung, d. h. ausser Eingriff mit der Plattenzone. Die Zuführungsvorrichtung arbeitet wie folgt: Unter dem Schub des Bandes gelangt ein Produkt zum hinteren Ende der Platte und verhindert durch den Druck auf den Arm 50 die Blockierung der Drehung der beiden koaxialen Wellen. In dieser Stellung befindet sich das Produkt 59 zwischen den beiden Greifblöcken 57, 58, von denen einer mit der Hohlwelle 16 und der andere mit der zu dieser koaxial liegenden zylindrischen Welle 22 verbunden ist.
Bei der Drehung der beiden Nocken 3 und 4 wird durch die Ausbildung der in diesen vorgesehenen Nuten eine Relativbewegung zwischen den beiden Wellen in dem Sinne bewirkt, dass die beiden Blöcke 57, 58 gegeneinandergeführt werden, wodurch diese das zwischen ihnen befindliche Produkt 59 erfassen und halten können. Sodann verschieben sich die beiden Blöcke 57, 58 nebeneinander, bis sie das erfasste Produkt von der Platte weggebracht haben, und drehen sich, um das Produkt in den Bereich des Elementes 62 der Verpackungsmaschine zu bringen, welches sich mit seinen profilierten Oberflächen nach oben bewegend das Produkt erfasst.
Nach der Festnahme des Produktes 59 durch die Hebeeinrichtung 62 bewirken die beiden Nocken 3 und 4 die Aufhebung der Greifstellung der Blöcke 57, 58, und die beiden Wellen 16, 22 beginnen die Rückbewegung, nachdem die Elemente 62 mit dem Produkt 59 hochgehoben wurden. Da die Tragstangen der Elemente 62 versetzt gegenüber der Greifer 57, 58 angeordnet sind, findet kein Eingreifen zwischen diesen Organen statt. Die Rückbewegung, um die Greifblöcke in den Bereich der Platte 51 zu bringen, kann, wie bereits erwähnt wurde, nur dann erfolgen, wenn ein weiteres Produkt in die richtige Stellung gelangt ist.
Die oben dargelegte Erfindung kann vielfach abgeändert und modifiziert werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So kann beispielsweise die geradlinige Alternativbewegung der Wellen anstatt mit Nocken, Hebeln und Schubstangen direkt mit horizontal angeordneten Nocken bewirkt werden.
Weiters kann der Schieber, anstatt als einfacher Winkel mit einer Aussparung für die freie Bewegung des Armes der Blockierungseinrichtung ausgebildet zu sein, die Form eines doppelten Hebels haben. Gemäss einer weiteren Variante kann die Platte, in deren Bereich die Zuführungsvorrichtung arbeitet, Seitenführungen aufweisen, damit sich die Produkte nicht aus der Reihe bewegen können.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung kann die Zuführungsvorrichtung in beliebigen Abmessungen, in jeder Form und mit verschiedenen Materialien konstruiert und können weiters die einzelnen Teile durch andere technisch äquivalente Teile ersetzt werden.