DE102008019626A1 - Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit einer Hubvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine weist eine Hubvorrichtung (100) auf, die so ausgebildet ist, dass sie mittels einer Hebelvorrichtung (6) eine rotatorische Bewegung eines Motors (8) in eine translatorische Bewegung der Arbeitsstation wandeln kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Hubvorrichtung bereitzustellen. Der Hub der Hubvorrichtung (100) ist zu diesem Zweck durch einen schwenkbaren Hebel (61) und eine Rolle (32), die mit einer oberen Rollenbegrenzung (33) zusammenwirkt, ausführbar.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit einer Hubvorrichtung, insbesondere für eine Kammerbandmaschine oder eine Arbeitsstation zum Formen, Siegeln und/oder Schneiden bei Tiefziehmaschinen oder Schalenverschließmaschinen.
- Im Bereich der Kammerbandmaschinen wird die Vakuumkammer üblicherweise durch einen Deckel und ein Unterteil gebildet. Der Deckel wird durch pneumatische Arbeitszylinder bewegt. Da Druckluft als Antriebsmedium vergleichsweise teuer ist, hat diese Konstruktion hohe Kosten für die Betätigung des Deckelhubs zur Folge.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit einer verbesserten Hubvorrichtung bereitzustellen. Vorteilhafterweise sollte der Betrieb der Arbeitsstation kostengünstig sein.
- Die Aufgabe wird gelöst durch eine Arbeitsstation gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Arbeitsstation gemäß Anspruch 9. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hubvorrichtung der Arbeitsstation der Verpackungsmaschine ist die Bereitstellung von Druckluft nicht mehr notwendig. Die Hubbewegung der jeweiligen Arbeitsstation wird durch den Einsatz von einem Elektromotor realisiert, wofür lediglich die Bereitstellung von elektrischer Energie erforderlich ist.
- Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Von den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Kammerbandmaschine; -
2a eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit mittiger Hebelvorrichtung bei abgesenktem Deckel; -
2b eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit mittiger Hebelvorrichtung bei angehobenem Deckel; -
3a eine schematische perspektivische Vorderansicht der Hubvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; -
3b eine schematische perspektivische Rückansicht der Hubvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; -
4a eine schematische perspektivische Vorderansicht der Hubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
4b eine schematische perspektivische Rückansicht der Hubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
5a eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit mittiger Hebelvorrichtung und eingezeichnetem Hebelarm XV; -
5b eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit exzentrischer Hebelvorrichtung und eingezeichnetem Hebelarm XV; -
6a eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit doppelter Hebelvorrichtung mit dem Deckel in einer abgesenkten Position; -
6b eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit doppelter Hebelvorrichtung mit dem Deckel in einer mittleren Position; -
6c eine schematische Vorderansicht der Kammerbandmaschine mit doppelter Hebelvorrichtung mit dem Deckel in einer angehobenen Position; -
7 eine schematische perspektivische Vorderansicht der Hubvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform. - Im Folgenden wird mit Bezug auf
1 bis3b eine erste Ausführungsform der Erfindung beispielhaft an einer Kammerbandmaschine beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kammerbandmaschine als automatische Kammerbandmaschine ausgebildet. -
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kammerbandmaschine mit einem Förderband1 , einem Gestell2 , einem Auflegebereich3 , einer Kammer4 einem Deckel5 und einer Hubvorrichtung100 . Die Kammer4 wird durch den Deckel5 zusammen mit dem Förderband1 gebildet, wobei sich der Deckel5 beispielsweise motorisch betrieben automatisch öffnet oder manuell öffnen lässt, um beispielsweise zu evakuierende bzw. zu versiegelnde Beutel (nicht gezeigt) aufzunehmen, die durch das Förderband1 automatisch zugeführt werden, und der sich anschließend schließt. -
2a zeigt die Hebelvorrichtung6 mit einem ersten Hebel61 , einem ersten Antriebszapfen62 und einem ersten Drehzapfen63 . Der erste Antriebszapfen62 ist ortsfest und ist z. B. durch einen Elektromotor schwenkbar. Der erste Drehzapfen63 ist um diesen ersten Antriebszapfen62 schwenkbar. Der Deckel5 ist in2a auf beiden Seiten über jeweils ein Bauteil (mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet) mit einer Querstrebe69 verbunden, die wiederum in dieser Stellung des Deckels5 auf dem ersten Drehzapfen63 aufliegt. Der Drehzapfen63 erstreckt sich aus der Zeichenebene heraus, der erste Antriebszapfen62 erstreckt sich in die Zeichenebene hinein und der erste Hebel61 befindet sich bezüglich der Zeichenebene hinter der Querstrebe69 . Der Deckel5 befindet sich in dieser Anordnung in einer abgesenkten Position. Die Kammer4 ist geschlossen. -
2b zeigt den gleichen Aufbau wie in2a , wobei dich der Deckel5 hier in einer angehobenen Position befindet. Die Kammer4 ist geöffnet. - Im Betrieb kann der erste Drehzapfen
63 durch eine 180°-Drehung des ersten Hebels61 um den ersten Antriebszapfen62 den Deckel5 mittels der Querstrebe69 anheben. Die Querstrebe69 bzw. der Deckel5 werden hierbei durch den hervorstehenden ersten Drehzapfen63 nach oben gedrückt, wobei der erste Drehzapfen63 an der Querstrebe69 entlang gleitet. Die Drehrichtung des ersten Hebels61 ist mit einem Pfeil gegen den Uhrzeigersinn bezeichnet. Es ist aber auch eine Drehung in die entgegen gesetzte Richtung möglich. -
3a zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere für Arbeitsstationen, in einer Tiefziehmaschine oder einer Schalenverschließmaschine, wie z. B. Formstationen, Siegelstationen und/oder Schneidstationen. Es sind ein erster Träger11 und ein gleich ausgebildeter zweiter Träger12 vorgesehen, die durch einen kürzeren ersten Querträger15 und einen gleich ausgebildeten zweiten Querträger16 (siehe3b ) miteinander verbunden sind, Diese vier Träger bilden zusammen die Basis für die Hubvorrichtung100 . - Der erste Querträger
15 und der zweite Querträger16 (siehe3b ) weisen jeweils eine senkrechte mittige Bohrung auf, die eine erste Stange17 bzw. eine zweite Stange18 aufnimmt. Die ersten Stange17 und die zweite Stange18 sind jeweils mit ersten Befestigungselementen19 bzw. mit zweiten Befestigungselementen20 (siehe3b ) mit den Querträgern15 ,16 verbunden. Die erste Stange17 und die zweite Stange18 erstrecken sich in vertikaler Richtung nach oben und enden jeweils in einer ersten Hängevorrichtung21 bzw. in einer zweiten Hängevorrichtung22 . Diese Hängevorrichtungen21 ,22 sind mit dem Maschinengestell der Verpackungsmaschine verbindbar. - Ein Motor
8 in Form eines Elektromotors, bzw. ein nachgeschaltetes Getriebe9 ist über einen Getriebeflansch10 mit dem ersten Träger11 verbunden. Der Motor8 treibt über das Getriebe9 den ersten Antriebszapfen62 (siehe2a , b) an, der drehfest mit dem ersten Hebels61 verbunden ist. Der erste Hebel61 schließt zusammen mit einem Hebelgegenstück61a , das über den Drehzapfen63 drehfest mit dem ersten Hebel61 verbunden ist, eine Rolle32 ein. Die Rotationsachse der Rolle32 liegt in der selben Achse wie die Achse des ersten Drehzapfens63 , der die Welle der beispielsweise kugelgelagerten Rolle32 bildet. Die Rolle32 in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse des ersten Antriebszapfens62 bewegbar. Die Rolle32 wird durch eine obere Rollenbegrenzung33 und eine untere Rollenbegrenzung34 begrenzt. Die obere Rollenbegrenzung33 und die untere Rollenbegrenzung34 sind durch einen ersten Verbindungsbolzen35 und einen zweiten Verbindungsbolzen36 miteinander verbunden. Das Hebelgegenstück61a verhindert zusammen mit dem ersten Hebel61 im Betrieb ein Verrutschen der Rolle32 in Richtung ihrer Rotationsachse. Außerdem kann sich der erste Hebel61 durch diese Konstruktion 360° um den ersten Antriebszapfen62 drehen. Durch die beiden Rollenbegrenzungen33 ,34 , sowie den in sich geschlossenen Kraftfluss der Konstruktion ist eine Anheb- sowie eine Absenkkraft auf die jeweilige Arbeitsstation übertragbar. - Die obere Rollenbegrenzung
33 weist weiterhin eine Rollenführung331 auf, die direkten Kontakt mit der Rolle32 hat. Diese Rollenführung331 ist in dieser Ausführungsform plan ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass die Rollenführung331 zumindest teilweise an einem Ende als Kurvenform gebildet ist. Auf diese Weise ist beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Endphase der Hubbewegung eine weitere Anhebung der jeweiligen anzuhebenden Arbeitsstation der Verpackungsmaschine realisierbar. Durch eine leichte Anschrägung der Rollenführung331 kann so bei geringer Hubbewegung eine große Kraft übertragen werden, um beispielsweise ein Siegelwerkzeug anzupressen. - Die gesamte Anordnung der oberen Rollenbegrenzung
33 , der unteren Rollenbegrenzung34 , des ersten Verbindungsbolzens35 und des zweiten Verbindungsbolzens36 ist über die obere Rollenbegrenzung33 mit einem fünften Träger31 verbunden, der wiederum vertikal verschiebbar ausgeführt ist. Zu diesem Zweck ist der fünfte Träger31 in der Form eines Balkens gebildet und weist an seinen beiden Enden jeweils eine vertikale Durchgangsbohrung auf. Der fünfte Träger31 bzw. mit ihm die obere Rollenbegrenzung33 und die untere Rollenbegrenzung34 sind über die erste Stange17 bzw. die zweite Stange18 geführt bzw. vertikal verschiebbar. Zusätzlich zur Führung durch den fünften Träger31 sind an beiden Stangen jeweils ein erstes Gleitlager23 und ein zweites Gleitlager24 vorgesehen, die im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweisen und an ihrem oberen Ende mit der Unterseite des fünften Trägers31 abschließen. Mit dem fünften Träger31 verbunden sind ein erstes Unterteilverbindungselement25 und ein zweites Unterteilverbindungselement26 , die zum Verbinden der Hubvorrichtung100 mit der jeweiligen Arbeitsstation der Verpackungsmaschine dienen. -
3b zeigt eine Rückansicht der in3a beschriebenen Vorrichtung. Die durch den Motor8 erzeugte Rotationsbewegung wird im Betrieb durch den ersten Hebel61 bzw. die Rolle32 in eine translatorische Bewegung gewandelt. Die bewegliche Baugruppe, die aus der oberen Rollenbegrenzung33 bzw. der Rollenführung331 , der unteren Rollenbegrenzung34 , dem ersten Verbindungsbolzen35 , dem zweiten Verbindungsbolzen36 , dem fünften Träger31 , dem ersten Unterteilverbindungselement25 und dem zweiten Unterteilverbindungselement26 bzw. den beiden Gleitlagern23 ,24 besteht, wird über die erste Stange17 bzw. die zweite Stange18 angehoben bzw. abgesenkt, um die betreffende Arbeitsstation, wie z. B. den Deckel5 oder eine Form-, Siegel- oder Schneidstation anzuheben bzw. abzusenken. -
4a zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere für Arbeitsstationen in einer Tiefziehmaschine oder Schalenverschließmaschinen, wie z. B. Formstationen, Siegelstationen und/oder Schneidstationen. Es ist eine Basisplatte37 mit einer Vielzahl von vertikal angeordneten Messlöchern38 vorgesehen, die zusammen mit einem Sensor als Messvorrichtung dienen. Der Motor8 ist über ein Getriebe9 bzw. einen Getriebeflansch10 mit der Basisplatte37 verbunden. Weiterhin sind eine erste Linearführungsrollenaufnahme43 und eine zweite Linearführungsrollenaufnahme44 bzw. eine dritte Linearführungsrollenaufnahme45 und eine vierte Linearführungsrollenaufnahme46 mit der Basisplatte37 verbunden, wobei die erste und die zweite Linearführungsrollenaufnahme43 ,44 jeweils zwei Linearführungsrollen47 tragen und die dritte Linearführungsrollenaufnahme45 und die vierte Linearführungsrollenaufnahme46 jeweils eine Linearführungsrolle47 tragen. Zwischen den beiden Linearführungsrolle47 der ersten und der zweiten Linearführungsrollenaufnahme43 ,44 sind jeweils, d. h. auf beiden Seiten der Basisplatte37 eine erste Linearführung39 und eine zweite Linearführung40 vertikal verschiebbar angeordnet. Jeweils am oberen Ende der ersten Linearführung39 und der zweiten Linearführung40 sind erste Linearführungsbefestigungselemente41 bzw. zweite Linearbefestigungselemente42 vorgesehen, die zur Verbindung der jeweiligen Arbeitsstation der Verpackungsmaschine dienen, die eine Hubbewegung ausführen soll. -
4b zeigt die in4a beschriebene Anordnung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Rückansicht. Die Getriebeabtriebswelle (nicht gezeigt) des Getriebes9 treibt den ersten Antriebszapfen62' an. Zu diesem Zweck ist eine kreisförmige Bohrung in der Basisplatte37 vorgesehen, durch die der ersten Antriebszapfen62' hindurch tritt. An dem ersten Antriebszapfen62' ist der erste Hebel61' drehfest befestigt, und nimmt an seinem anderen Ende die Rolle32' auf. Diese Rolle32' wirkt im Betrieb mit der oberen Rollenbegrenzung33' zusammen. Die obere Rollenbegrenzung33' ist mit einem Linearführungsverbindungselement48 verbunden, das mit der ersten Linearführung39 bzw. der zweiten Linearführung40 verbunden ist. Die gesamte Baugruppe bestehend aus der ersten Linearführung39 , der zweiten Linearführung40 und der oberen Rollenbegrenzung33' ist in vertikaler Richtung verschiebbar. Hierbei wird sie durch die Linearführungsrollen47 geführt. Da hier nur die obere Rollenbegrenzung33' realisiert ist, kann eine Kraft nur beim Anheben der jeweiligen Arbeitsstation übertragen werden. Die Absenkbewegung der Arbeitsstation erfolgt durch die Gewichtskraft der Arbeitsstation. Dadurch kann die untere Rollenbegrenzung34 (siehe3a , b) entfallen. - Es ist denkbar zusätzliche Linearführungen zur besseren Stabilität der Hubvorrichtung
100 vorzusehen -
5a zeigt in einer schematischen Vorderansicht die Hebelvorrichtung6 , die in dieser Ausführungsform mittig angeordnet ist, d. h. dass der ortsfeste erste Antriebszapfen62 mittig unter dem Deckel5 angeordnet ist. Der Angriffspunkt des ersten Drehzap fens63 ist nur in der untersten, sowie in der obersten Stellung mittig. In der gezeigten Stellung der Hubvorrichtung befindet sich der erste Hebel61 bzw. der erste Drehzapfen63 auf einer Zwischenstellung. In dieser Stellung ist der Kraftangriffspunkt maximal verschoben. Durch den Hebel XV wirkt ein Kippmoment auf die Hubvorrichtung. -
5b zeigt den gleichen Aufbau wie in5a , mit der Ausnahme, dass die Hebelvorrichtung6 exzentrisch angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Kraftangriffspunkt in dieser Mittelstellung des ersten Hebels61 verschoben werden und somit der wirksame Hebelarm XV und das daraus resultierende Kippmoment, das auf die Hubvorrichtung100 wirkt, reduziert werden. Der Drehpunkt des ersten Antriebszapfens62 kann im Wesentlichen um die halbe Länge des ersten Hebels61 außermittig verschoben werden, was eine Halbierung des resultierenden Moments zur Folge hat. Vorteilhafterweise führt der erste Hebel61 eine 180°-Drehung aus, abhängig von der Verschiebung des ersten Antriebszapfens62 nach links oder rechts. -
6a zeigt in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine doppelte Hebelvorrichtung6' mit dem ersten Hebel61 , dem ersten Antriebszapfen62 , dem ersten Drehzapfen63 , einem zweiten Hebel64 , einem zweiten Antriebszapfen65 und einem zweiten Drehzapfen66 . Auf diese Weise werden Kippmomente, die auf die Hubvorrichtung100 wirken, während des Betriebs eliminiert, da sie sich bei gleicher Verschiebung des ersten Antriebszapfens62 und des zweiten Antriebszapfens65 gegenseitig aufheben. Der Betrieb dieser Ausführungsform (siehe6a , b, c) erfolgt analog zu dem bezüglich2a , b beschriebenen Betrieb. Der Deckel5 befindet sich in einer abgesenkten Position. -
6b zeigt den Deckel5 in einer mittleren Position. -
6c zeigt den Deckel5 in einer angehobenen Position. -
7 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie in3a , mit der Ausnahme, dass der erste Drehzapfen63 mit einer Pleuelstange67 verbunden ist, die zwischen einem dritten Träger13 und einem vierten Träger14 gelagert ist. Der dritte Träger13 und der vierte Träger14 bzw. das erste Gleitlager23' und das zweite Gleitlager24' erfüllen die selbe Funktion, wie der fünfte Träger31 bzw. das erste Gleitlager23 und das zweite Gleitlager24 (siehe3a ). Der Motor8 bzw. das Getriebe9 und der Getriebeflansch10 sind in dieser Ausführungsform horizontal zum Boden ausgerichtet. In dieser Ausführungsform wirken in allen Zwischenstellungen, in denen die Pleuelstange67 nicht exakt vertikal ausgerichtet ist, Querkräfte auf die Hubvorrichtung100 . - Die Erfindung ist nicht auf die Anwendungen einer Kammerbandmaschine beschränkt. Sie ist auch auf eine Kammerbandmaschine ohne Förderband anwendbar.
- Die Erfindung ist weiterhin nicht darauf beschränkt, dass die Kammer durch einen Deckel und einen Teil eines Förderbands gebildet wird. Vielmehr kann die Kammer durch einen Deckel und ein Unterteil gebildet werden.
- Die Erfindung ist ferner auch nicht auf die Verwendung der Hubvorrichtung für einen Deckel beschränkt. Vielmehr ist die Hubvorrichtung für eine Vielzahl von Arbeitsstationen, wie z. B. Form-, Siegel- und/oder Schneidstationen einer Verpackungsmaschine, wie z. B. einer Tiefziehmaschine oder einer Schalenverschließmaschine anwendbar.
Claims (14)
- Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit einer Hubvorrichtung (
100 ), wobei die Hubvorrichtung (100 ) so ausgebildet ist, dass sie mittels einer Hebelvorrichtung (6 ) eine rotatorische Bewegung eines Motors (8 ) in eine translatorische Bewegung der Arbeitsstation wandeln kann, wobei der Hub der Hubvorrichtung (100 ) durch einen schwenkbaren Hebel (61 ) und eine Rolle (32 ), die mit einer oberen Rollenbegrenzung (33 ) zusammenwirkt, ausführbar ist. - Arbeitsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Rollenbegrenzung (
33 ) zumindest teilweise uneben ausgeführt ist. - Arbeitsstation gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (
61 ) um wenigstens 360° schwenkbar ist. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelvorrichtung (
6 ) derart exzentrisch angeordnet ist, dass ein Kippmoment beim Anheben der Arbeitsstation reduzierbar ist. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hebelvorrichtungen (
6 ) derart angeordnet sind, dass das Kippmoment entfällt. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Rollenbegrenzung (
34 ) vorgesehen ist. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (
32 ) zwischen der oberen Rollenbegrenzung (33 ) und der unteren Rollenbegrenzung (34 ) und/oder zwischen dem Hebel (61 ) und einem Hebelgegenstück (61a ) vorgesehen ist. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation ein Deckel (
5 ) ist, der von einer abgesenkten Position, in der eine Kammer (4 ) geschlossen ist, in eine angehobene Position, in der die Kammer (4 ) geöffnet ist, anhebbar ist. - Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation eine Formstation und/oder eine Siegelstation und/oder eine Schneidstation ist.
- Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmaschine eine Tiefziehmaschine und/oder eine Schalenverschließmaschine ist.
- Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit einer Hubvorrichtung (
100 ), wobei die Hubvorrichtung (100 ) so ausgebildet ist, dass sie mittels einer Hebelvorrichtung (6 ) eine rotatorische Bewegung eines Motors (8 ) in eine translatorische Bewegung der Arbeitsstation wandeln kann, wobei der Hub der Hubvorrichtung (100 ) durch einen schwenkbaren Hebel (61 ) und eine Pleuelstange (67 ) ausführbar ist. - Arbeitsstation gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation ein Deckel (
5 ) ist, der von einer abgesenkten Position, in der eine Kammer (4 ) geschlossen ist, in eine angehobene Position, in der die Kammer (4 ) geöffnet ist, anhebbar ist. - Arbeitsstation gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstation eine Formstation und/oder eine Siegelstation und/oder eine Schneidstation ist.
- Arbeitsstation gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungsmaschine eine Tiefziehmaschine und/oder eine Schalenverschließmaschine ist.
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