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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Verpacken eines Packguts mit einer Umverpackung, wobei die Verpackungsmaschine eine erste Transporteinrichtung zum Fördern des Packguts, eine zweite Transporteinrichtung zum Fördern des Packguts und eine einen Oberstempel und einen Unterstempel aufweisenden Quertrennschweißvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Umverpackung zwischen der ersten und der zweiten Transporteinrichtung zumindest teilweise zu durchtrennen, wobei eine Bewegung des Unterstempels durch eine Antriebseinrichtung bewirkt ist.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum zumindest teilweisen Durchtrennen einer Umverpackung zum Verpacken eines Packguts mittels einer einen Oberstempel und einen Unterstempel aufweisenden Quertrennschweißvorrichtung in einer Verpackungsmaschine mit einer ersten Transporteinrichtung zum Fördern des Packguts, einer zweiten Transporteinrichtung zum Fördern des Packguts und einer Antriebseinrichtung, wobei der Unterstempel durch die Antriebseinrichtung bewegt wird.
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Eine derartige Verpackungsmaschine und ein derartiges Verfahren sind beispielsweise aus der Druckschrift
DE 90 14 215 U1 bekannt.
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Verpackungsmaschinen werden in vielen industriellen Anwendungen zum Verpacken von unterschiedlichen Packgütern verwendet. Bei den Packgütern kann es sich um Konsumartikel wie beispielsweise Datenträger, Bücher oder übliche, in Supermärkten vertriebene Artikel handeln, aber auch um Sonderartikel wie beispielsweise Ersatzteile. Auch bei Zeitschriften mit Beiliegern oder im Bereich des Versandhandels finden Verpackungsmaschinen regelmäßig Anwendung.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich in erster Linie mit Folienverpackungsmaschinen, bei denen grundsätzlich zwischen Formschultermaschinen, Serienpackmaschinen und Banderoliermaschinen unterschieden wird. Während Formschultermaschinen und Serienpackmaschinen grundsätzlich dazu vorgesehen sind, ein Packgut vollständig in Folie einzuhüllen, wird mittels einer Banderoliermaschine lediglich eine Banderole um ein zu verpackendes Packgut gelegt.
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Unter ”Verpackungsmaschine” sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit alle der voranstehend genannten Arten von Verpackungsmaschinen zu verstehen. Unter dem Begriff ”Umverpackung” sind sowohl das Packgut vollständig einhüllende Folienverpackungen zu verstehen, die zum einen als Halbschläuche und zum anderen auch in Form von separaten Folien zugeführt werden können, als auch Banderolen zu verstehen.
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Allen Verpackungsmaschinen ist gemein, dass die Umverpackung an zumindest einer Seite verschweißt und abgetrennt werden muss. Für Banderolen ist dies in der Regel lediglich an einer Seite der Fall, bei Formschultermaschinen an drei Seiten und bei Serienpackmaschinen an allen vier Seiten des Packguts. Verpackungsmaschinen weisen daher stets eine sogenannte Quertrennschweißvorrichtung auf, die die Umverpackung quer zur Transportrichtung des Packguts in der Verpackungsmaschine verschweißt und zumindest teilweise durchtrennt.
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Derartige Quertrennschweißvorrichtungen bestehen aus einem Oberstempel und einem Unterstempel, die aufeinander zu bewegt werden und die kontinuierlich, zugeführte Umverpackung zwischen sich klemmen. Bei der Klemmung wird die Umverpackung dann verschweißt, wozu zumindest der Oberstempel oder der Unterstempel erwärmt ist, und zumindest teilweise mittels eines Messers durchtrennt. In der Regel wird der Vorgang des Trennens und des Verschweißens gleichzeitig von einem Trennschweißmesser ausgeführt.
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Die Verpackungsmaschinen arbeiten in der Regel kontinuierlich oder getaktet, so dass eine stetige Förderung der zu verpackenden Packgüter durch die Verpackungsmaschine zu erfolgen hat. In der Regel sind dazu mehrere Transporteinrichtungen vorgesehen, die aufeinanderfolgend angeordnet sind und die Packgüter aneinander übergeben. Auf diese Weise wird das Packgut durch die Verpackungsmaschine gefördert und an den einzelnen Stationen, beispielsweise vor der Einhüllungen, Quertrennschweißung, Längstrennschweißung oder Folienaufschrumpfung, verarbeitet. Bei der Transporteinrichtung kann es sich beispielsweise um Förderbänder, Saugbänder, Kettentriebe oder Fingerketten handeln, die das Packgut fortbewegen.
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Da das zu verpackende Packgut von der Umverpackung vollständig umfasst wird, steht es auf einer Transporteinrichtung in der Regel auf einem Abschnitt der Umverpackung. Damit eine Quertrennschweißvorrichtung die Enden der Umverpackung zusammenführen und trennschweißen kann, muss somit der Unterstempel der Quertrennschweißvorrichtung von unten, d. h. aus der Richtung der Transporteinrichtung quasi durch die Transporteinrichtung nach oben geführt werden.
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In der Regel wird hierzu zwischen zwei aufeinanderfolgenden Transporteinrichtungen ein Spalt freigelassen, durch den der Unterstempel nach oben bewegt werden kann.
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Entsprechend zeigt die Druckschrift
DE 195 15 719 C2 eine solche Lücke für eine Quertrennschweißvorrichtung. Dabei handelt es sich um eine Quertrennschweißvorrichtung für eine Schlauchbeutelverpackungsmaschine. Aber auch bei bekannten Banderoliermaschinen ist im Stand der Technik eine Lücke für den Unterstempel der Quertrennschweißvorrichtung vorgesehen, siehe beispielsweise in der Druckschrift
DE 196 38 474 A1 oder der Druckschrift
DE 90 14 215 U1 .
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Derartige Lücken können aber zu einem Problem werden, wenn relativ kleine Packgüter von der Verpackungsmaschine verpackt werden sollen. Auch bei Packgütern mit einer ungünstigen Schwerpunktlage kann es zu Problemen beim Transport über die sog. ”Stempellücke” kommen. Es besteht dann die Gefahr, dass ein Packgut in die Stempellücke rutscht bzw. nicht über die Stempellücke transportiert wird. Das Packgut kann dann in der Stempellücke verkanten, so dass die Anlage angehalten werden muss, um einen Stau des Packguts zu beseitigen.
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Dabei ist insbesondere kritisch, dass ein solcher Stau unmittelbar in der Quertrennschweißvorrichtung stattfinden würde. Dabei kann es nicht nur zu einer Beschädigung der Quertrennschweißvorrichtung kommen, es bedingt auch, dass immer die gesamte Anlage angehalten werden muss, damit eine Bedienperson sicher in diesem Bereich eingreifen kann, um den Stau zu beheben.
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Auf der anderen Seite ist eine Stempellücke aber unabdingbar, um den Quertrennschweißvorgang vorzunehmen.
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Bewegbare bzw. verstellbare Transporteinrichtungen in Folienverpackungsmaschinen sind grundsätzlich bekannt. So zeigt beispielsweise die Druckschrift
DE 20 2007 009 001 U1 eine Transportvorrichtung mit verstellbarem Bandschlitz. Um einzelne Produkte von zusammen zu verpackenden Produktgruppen beim Transport in einen Schrumpftunnel möglichst wenig relativ zueinander zu bewegen, werden dort zwei synchron in der Länge verstellbare Transportbänder vorgesehen, wobei jedoch die Breite eines Schlitzes zwischen den beiden Transporteinrichtungen immer gleich bleiben soll.
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Des Weiteren ist es bekannt, Transporteinrichtungen von Folienverpackungsmaschinen pneumatisch zu verstellen, um sie in ihrer Lage zueinander anzupassen und einen sicheren Transport des Packguts abhängig von seiner Größe zu gewährleisten. Eine derartige pneumatische Verstellung erfordert aber zusätzlich einen Druckluftanschluss der Maschine, was höhere Energiekosten zum Betrieb der Maschine verursacht. Des Weiteren ist ein zusätzliches Druckluftsystem mit erhöhtem Wartungsaufwand verbunden.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Verpackungsmaschine bereitzustellen, bei der eine Stempellücke zwischen einer ersten Transporteinrichtung und einer zweiten Transporteinrichtung im Bereich der Quertrennschweißvorrichtung minimiert ist und gleichzeitig die Funktionalität der Quertrennschweißvorrichtung nicht beeinträchtigt ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher eine Verpackungsmaschine der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei der des Weiteren die erste Transporteinrichtung relativ zu der zweiten Transporteinrichtung bewegbar ist, wobei die durch die Antriebseinrichtung bewirkte Bewegung des Unterstempels mit einer Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung gekoppelt ist.
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Dadurch kann erreicht werden, dass die Stempellücke zwar grundsätzlich geschlossen ist, aber bei einer Bewegung des Unterstempels eine Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung erfolgt und so die Stempellücke kurzzeitig für den Trennschweißvorgang geöffnet wird. Dabei ist zu beachten, dass sich während des Trennschweißvorgangs kein Packgut über der Stempellücke befinden kann, so dass ein Öffnen der Stempellücke für den Quertrennschweißvorgang ungefährlich ist.
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Die Koppelung der Bewegungen kann dabei grundsätzlich auf beliebige Art realisiert sein. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, wie im Folgenden noch detailliert erläutert wird, dass die Koppelung mittels einer geeigneten Kinematik erfolgt.
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Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich bei allen Verpackungsmaschinen mit einer Quertrennschweißvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung verwendbar, bei der ein Unterstempel durch die Folienebene von unten hindurchtreten muss. In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung beispielhaft an einer Serienpackmaschine erläutert. Dies soll den Erfindungsgegenstand jedoch nicht eingrenzen, die Erfindung ist genauso beispielsweise in Formschultermaschinen oder Banderoliermaschinen einsetzbar.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist entsprechend vorgesehen, das eingangs genannte Verfahren derart weiterzubilden, dass die erste Transporteinrichtung relativ zu der zweiten Transporteinrichtung bewegbar ist und durch die Antriebseinrichtung auch eine mit der Bewegung des Unterstempels gekoppelte Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung bewirkt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist dieselben Vorteile wie die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine gemäß dem ersten Aspekt auf.
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Auch das Verfahren ist wie voranstehend erläutert in jeder Verpackungsmaschine mit einer entsprechenden, einen Unterstempel aufweisenden Vorrichtung verwendbar.
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Die voranstehend gestellte Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die durch die Antriebseinrichtung bewirkte Bewegung des Unterstempels mit der Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung mechanisch gekoppelt ist.
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Grundsätzlich kann die Koppelung, wie bereits voranstehend erwähnt wurde, in beliebiger Art durchgeführt werden. Denkbar ist somit auch eine Koppelung mittels eines geeigneten Steuerungs- und bzw. Regelungssystems. Um jedoch einen konstruktiv möglichst einfachen und fehlerunanfälligen Aufbau bereitzustellen, ist eine mechanische Koppelung vorgesehen. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass für die Bewirkung der Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung kein zusätzliches Antriebselement vorzusehen ist. Durch die mechanische Koppelung wird sowohl die Bewegung der zweiten Transporteinrichtung als auch die Bewegung des Unterstempels mittels derselben Antriebseinrichtung bereitgestellt. Dies führt zu signifikanten Energie- und Kosteneinsparungen. Insbesondere ist keine pneumatische Anlage mehr zur Bewegung der zweiten Transporteinrichtung vorzusehen.
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Entsprechend kann auch bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass die Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung durch eine mechanische Koppelung mit der durch die Antriebseinrichtung bewirkten Bewegung des Unterstempels bewirkt wird.
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Bei der Verpackungsmaschine gemäß dem ersten Aspekt kann dabei des Weiteren vorgesehen sein, dass ein Hebelelement mit einer Führungsnut vorgesehen ist und ein in der Führungsnut aufgenommener, der Bewegung des Unterstempels folgender Zapfen vorgesehen ist, wobei die Führungsnut derart geformt ist, dass eine Bewegung des Unterstempels in Richtung der ersten und der zweiten Transporteinrichtung die zweite Transporteinrichtung von der ersten Transporteinrichtung wegbewegt.
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Auf diese Weise wird die mechanische Koppelung der Bewegung der zweiten Transporteinrichtung relativ zu der ersten Transporteinrichtung mit der Bewegung des Unterstempels auf besonders einfache Art in Verbindung gebracht. Zudem wird es auf diese Weise besonders einfach möglich, ein durch die Führungsnut und den Zapfen gebildetes Nut-Zapfen-System derart auszulegen, dass die Bewegungen in einem gewünschten Verhältnis stehen.
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Das Nut-Zapfen-System ist des Weiteren mechanisch äußerst robust, so dass eine geringe Fehleranfälligkeit vorliegt. Auch ist kein zusätzlicher Wartungsaufwand notwendig.
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Entsprechend kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Hebelelement mit einer Führungsnut vorgesehen ist und ein in der Führungsnut aufgenommener, der Bewegung des Unterstempels folgender Zapfen vorgesehen ist, wobei die Führungsnut derart geformt ist, dass durch eine Bewegung des Unterstempels in Richtung der ersten und der zweiten Transporteinrichtung die zweite Transporteinrichtung von der ersten Transporteinrichtung wegbewegt wird.
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In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein erstes Ende des Hebelelements schwenkbar festgelegt ist und ein dem ersten Ende entgegengesetztes zweites Ende des Hebelelements an einem an der zweiten Transporteinrichtung schwenkbar gelagerten Hilfshebelelement schwenkbar gelagert ist.
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Wiederum wird auf diese Weise konstruktiv einfach ein geeigneter Aufbau bereitgestellt, der die erfindungsgemäße Koppelung der zweiten Transporteinrichtung mit dem Unterstempel kinematisch umsetzt.
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Entsprechend kann auch bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass ein erstes Ende des Hebelelements schwenkbar an dem Unterstempel gelagert ist und ein dem ersten Ende entgegengesetztes zweites Ende des Hebelelements an einem an der zweiten Transporteinrichtung schwenkbar gelagerten Hilfshebelelement schwenkbar gelagert ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich in einem Betriebszustand der Verpackungsmaschine der Unterstempel vertikal und die zweite Transporteinrichtung horizontal bewegt.
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Dies entspricht dem üblichen Aufbau einer Verpackungsmaschine im Betriebszustand. Wenn die Transportrichtung der zweiten Transporteinrichtung und die Bewegung der Quertrennschweißvorrichtung bzw. des Unterstempels senkrecht aufeinander stehen, werden regelmäßig die besten Quertrennschweißergebnisse erzielt.
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Auch bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, dass sich in einem Betriebszustand der Verpackungsmaschine der Unterstempel vertikal und die zweite Transporteinrichtung horizontal bewegt.
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Vorzugsweise kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung mittels eines zweiseitigen Hebels auch eine Bewegung des Oberstempels bewirkt.
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Mittels eines zweiseitigen Hebels bzw. Doppelhebels kann erreicht werden, dass die Antriebseinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor, mit einer einzigen Drehung sowohl den Unterstempel vertikal nach oben als auch den Oberstempel vertikal nach unten bewegen kann. Somit ist zur Bewegung des Oberstempels, des Unterstempels und der zweiten Transporteinrichtung nur eine Antriebseinrichtung nötig.
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Entsprechend kann auch bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass durch die Antriebseinrichtung mittels eines zweiseitigen Hebels auch eine Bewegung des Oberstempels bewirkt wird.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,
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2 eine detaillierte Seitenansicht des Bereichs um eine Stempellücke in der Verpackungsmaschine in 1,
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3 eine vergrößerte Ansicht der Kinematik zur Überbrückung der Stempellücke in 2, wobei sich ein Unterstempel in einer zurückgezogenen Position befindet, und
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4 eine vergrößerte Ansicht der Kinematik zur Überbrückung der Stempellücke in 2, wobei sich ein Unterstempel in einer ausgefahrenen Position befindet.
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1 zeigt eine Verpackungsmaschine 10 in einer schematischen Ansicht. Die Verpackungsmaschine 10 dient dazu, ein Packgut 12 mit einer Umverpackung zu versehen. Dazu wird das Packgut 12 in einer Transportrichtung T durch die Verpackungsmaschine 10 bewegt.
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Das Packgut 12 wird von der Verpackungsmaschine 10 mit einer oberen Folienbahn 14, die von einer oberen Folienzuführung 15 abgewickelt wird, und einer unteren Folienbahn 16, die von einer unteren Folienzuführung 17 abgewickelt wird, eingehüllt. Diese Art der Einhüllung entspricht dem Prinzip einer sogenannten Serienpackmaschine, so dass dementsprechend die vorliegende Erfindung am Beispiel einer als Serienpackmaschine ausgestalteten Verpackungsmaschine 10 erläutert wird.
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Die obere Folienbahn 14 und die untere Folienbahn 16 laufen in einer Folienebene 18 zusammen. Das Packgut 12 fährt somit in die aufeinander zulaufende obere Folienbahn 14 und untere Folienbahn 16 ein, wobei die Folienbahnen 14, 16 zunächst einer Querstraffung unterzogen werden.
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Dazu ist eine Querstraffungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die mögliche Ausgestaltung dieser Querstraffungsvorrichtung wird mit Blick auf die folgenden Figuren noch näher erläutert. Das umhüllte Packgut 12 mit den quer gestrafften Folienbahnen 14, 16 erreicht eine Quertrennschweißvorrichtung 22. Die Quertrennschweißvorrichtung 22 schweißt die Folienbahnen 14, 16 quer zu der Transportrichtung T zusammen und durchtrennt die Folienbahnen 14, 16 zumindest teilweise, so dass das Packgut 12 entlang der Schweißnaht keinen Kontakt mehr zu dem ihm vorhergehenden Packgut hat.
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Anschließend fährt das Packgut durch eine Längstrennschweißvorrichtung 24, das dazu vorgesehen ist, die Folienbahnen 14, 16 seitlich des Packguts 12 zusammenzuschweißen und einen seitlichen Folienüberstand abzutrennen. Schließlich wird die entgegengesetzt zu der Transportrichtung T weisende Seite des Packguts 12 erneut von der Quertrennschweißvorrichtung 22 verschweißt und abgetrennt. Das Packgut 12 ist nun an allen vier Seiten verschweißt und beschnitten, so dass das Packgut 12 von einer Folienumhüllung komplett umgeben ist.
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Die Abfolge der Quertrennschweißvorrichtung 22, der Längstrennschweißvorrichtung 24 und der Querstraffungsvorrichtung 20 ist lediglich beispielhaft in einer häufig auftretenden Konfiguration wiedergegeben. Die Abfolge dieser Vorrichtungen kann auch anders sein, bspw. kann vorgesehen sein, die Quertrennschweißvorrichtung 22 nach der Längstrennschweißvorrichtung 24 anzuordnen. Auch können Elemente der Querstraffungsvorrichtung 20 zwischen oder in der Quertrennschweißvorrichtung 22 oder der Längstrennschweißvorrichtung 24 vorgesehen sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass sich dann ein Schrumpftunnel 26 anschließt, der auf eine bestimmte Temperatur erwärmt ist und die Folienbahnen 14, 16 auf das Packgut 12 aufschrumpft, so dass die Folienbahnen 14, 16 das Packgut 12 fest und ohne Spiel umschließen. Der Verpackungsvorgang ist dann abgeschlossen.
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Das Vorhandensein eines Schrumpftunnels 26 hängt grundsätzlich von den an die Verpackung gestellten Anforderungen ab. Ein Schrumpftunnel 26 muss insbesondere bei Serienpackmaschinen nicht zwingend vorhanden sein.
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Des Weiteren weist die Verpackungsmaschine 10 in der Regel Verstelleinrichtungen 28 auf, um die Verpackungsmaschine 10 auf Packgüter unterschiedlicher Breite, Länge und Höhe einstellen zu können. Auch die Geschwindigkeit des Verpackungsvorgangs kann mittels der Verstelleinrichtungen 28 eingestellt werden. Des Weiteren sind Möglichkeiten vorgesehen, die Verpackungsmaschine 10 auf unterschiedliche Folientypen, die bspw. in Dicke, Reißfestigkeit und Oberflächenbeschaffenheit voneinander abweichen können, einzustellen.
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Letztlich ist in der Regel eine Folienrückführung 30 vorgesehen, die von der Längstrennschweißvorrichtung 24 abgetrenntes überschüssiges Folienmaterial sammelt, um es bspw. einem Recyclingprozess zuzuführen.
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Mit II ist ein Ausschnitt der Verpackungsmaschine 10 bezeichnet, der in 2 in einer Detailansicht dargestellt ist.
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Die in der 2 dargestellte Detailansicht umfasst die Querspannungsvorrichtung 20, die Quertrennschweißvorrichtung 22 und die Längstrennschweißvorrichtung 24.
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Die Querspannungsvorrichtung 20 weist in der Regel ein oberes Querspannrad 32 und ein unteres Querspannrad 34 auf, die die obere Folienbahn 14 und die untere Folienbahn 16 zwischen sich einziehen und in einer Querrichtung, d. h. senkrecht zu der Transportrichtung T spannen. Dabei ist in der Regel vorgesehen, dass die Querspannräder 32, 34 mit ihrer Drehachse leicht nach außen geneigt sind.
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Eine erste Transporteinrichtung 36 fördert das zu verpackende Packgut auf der Folienebene 18 bis zu der Quertrennschweißvorrichtung 22. Dort endet die erste Transporteinrichtung 36 in einer ersten Umlenkrolle 38. An die erste Transporteinrichtung 36 schließt sich eine zweite Transporteinrichtung 40 an, die das Packgut 12 von der Quertrennschweißvorrichtung 22 zu der Längstrennschweißvorrichtung 24 fördert. Die Längstrennschweißvorrichtung 24 und der Übergang von der zweiten Transporteinrichtung 40 zu der Längstrennschweißvorrichtung 24 ist lediglich schematisch dargestellt und kann beliebig ausgestaltet sein.
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Die zweite Transporteinrichtung 40 beginnt mit einer zweiten Umlenkrolle 42, die sehr nahe an die erste Umlenkrolle 38 in einer ersten Position herangefahren ist. Diese erste Position ist in der 2 dargestellt und soll diejenige Position bezeichnen, in der eine zwischen der ersten Umlenkrolle 38 und der zweiten Umlenkrolle 42 vorhandene Stempellücke minimiert ist.
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Die Quertrennschweißvorrichtung 22 weist einen Oberstempel 44 und einen Unterstempel 46 auf. Der Oberstempel 44 und der Unterstempel 46 sind aufeinander zu bewegbar, um die obere Folienbahn 14 und die untere Folienbahn 16 zumindest teilweise zu durchtrennen und zu verschweißen.
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In der in 2 dargestellten ersten Position ist dies jedoch nicht möglich, da die Stempellücke geschlossen ist. Der Oberstempel 44 und der Unterstempel 46 können sich nicht treffen, da sich die zweite Umlenkrolle 42 zwischen ihnen befindet.
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Daher ist die zweite Transporteinrichtung 40 in horizontaler Richtung, d. h. parallel zu der Folienebene 18 bewegbar. Diese Bewegung ist durch einen Pfeil 48 verdeutlicht.
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Der Unterstempel 46 wiederum bewegt sich entlang einer mit einem Pfeil 49 verdeutlichten Richtung. In einem Betriebszustand der Verpackungsmaschine 10 verläuft die Richtung 48 horizontal und die Richtung 49 vertikal.
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Um die Bewegungen zu bewirken, ist eine Antriebseinrichtung 50 vorgesehen. Die Antriebseinrichtung 50 ist in 2 lediglich schematisch dargestellt. Es kann sich um eine beliebige Einrichtung handeln, vorzugsweise ist ein Servomotor oder ein anderer geeigneter Elektromotor vorgesehen, um die Bewegungen zu bewirken.
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Dazu treibt die Antriebseinrichtung 50 einen zweiseitigen Hebel bzw. Doppelhebel 52 an, der zum einen einen ersten Hebel 54 aufweist, der an den Unterstempel 46 angelenkt ist und zum anderen einen zweiten Hebel 56 aufweist, der an den Oberstempel 44 angelenkt ist. Auf diese Weise kann mittels einer durch die Antriebseinrichtung 50 bewirkten Drehung des Doppelhebels 52 sowohl eine Bewegung des Unterstempels in einer Richtung 49 nach oben als auch eine Bewegung des Oberstempels 44 in einer Richtung 49 nach unten bewirkt werden.
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Um die Bewegung des Oberstempels 44 und insbesondere des Unterstempels 46 mit einer Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 zu koppeln, ist eine Kinematik 58 vorgesehen, die in den 3 und 4 detaillierter dargestellt und im Folgenden beschrieben ist.
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3 zeigt die Kinematik 58 in der ersten Position, in der die Stempellücke geschlossen ist. Die zweite Umlenkrolle 42 befindet sich über dem Unterstempel 46, der sich in einer zurückgezogenen Position befindet.
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Die zweite Transporteinrichtung 40 kann beispielsweise eine Stützschiene 60 oder ein beliebig anders ausgestaltetes Halteelement aufweisen. Diese Stützschiene 60 trägt die zweite Umlenkrolle 42 und stützt das Packgut und die Folienbahnen 14, 16 in der Folienebene 18. Damit sich die Stützschiene 60 entlang der mittels des Pfeils 48 dargestellten Richtung bewegen kann, ist sie beispielsweise durch Zuhilfenahme von einem Langloch 62 in einem ortsfesten Gehäuse (nicht dargestellt) befestigt. Die Befestigung der Stützschiene 60 ist so auszugestalten, dass eine Bewegung in Richtung des Pfeils 48 möglich ist.
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Der Unterstempel 46 ist von einem L-förmigen Hebel 64 getragen. Der Unterstempel 46 bildet dabei den längeren Schenkel des L. An einem Ende des kürzeren Schenkels des L des L-förmigen Hebels 64 ist ein Zapfen 66 vorgesehen. Der Zapfen kann entweder als starrer Bolzen oder als auf einer Welle gelagerte Rolle ausgebildet sein. Grundsätzlich kann natürlich auch eine andere Verbindung zwischen dem Zapfen 66 und dem Unterstempel 46 vorgesehen sein. Es kommt lediglich darauf an, dass der Zapfen 66 der Bewegung des Unterstempels 46 folgt.
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Des Weiteren ist ein Hebelelement 68 vorgesehen. In dem Hebelelement 68 ist eine Führungsnut 70 ausgespart, in der der Zapfen 66 geführt ist. Die Führungsnut 70 kann teilweise aus dem Hebelelement 68 ausgenommen sein, aber auch als durchgängiger Spalt in dem Hebelelement 68 ausgebildet sein.
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Das Hebelelement 68 ist an einem ersten Ende 72 schwenkbar gelagert, beispielsweise an dem ortsfesten Gehäuse der Verpackungsmaschine 10.
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Ein dem ersten Ende 72 entgegengesetztes zweites Ende 74 des Hebelelements 68 ist schwenkbar mit einem Hilfshebelelement 76 verbunden. Das Hilfshebelelement 76 wiederum ist an der Stützschiene 60 mit einem freien Ende 77 gelagert.
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In 4 ist die Kinematik 58 in einer zweiten Position dargestellt, in der die Stempellücke geöffnet ist. Hierzu wird mittels der Antriebseinrichtung 50 der Unterstempel 46 entlang der Richtung des Pfeils 49 nach oben bewegt. Dabei gleitet der Zapfen 66 in der Führungsnut 70. Die Führungsnut 70 weist eine derartige Form auf, dass der Hebel 68 um sein erstes Ende 72 schwenkt und eine Druckkraft auf das Hilfshebelelement 76 mit seinem zweiten Ende 74 ausübt. Dies bewirkt wiederum eine Bewegung der Stützschiene 60 bzw. der zweiten Transporteinrichtung 40 entlang einer Richtung des Pfeils 48 weg von der ersten Transporteinrichtung 36.
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Bei einer Bewegung des Unterstempels 46 nach oben wird somit gleichzeitig die Stempellücke zwischen der ersten Transporteinrichtung 36 und der zweiten Transporteinrichtung 40 geöffnet, so dass der Oberstempel 44 und der Unterstempel 46 aufeinandertreffen können.
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Maßgebend hierfür ist die bestimmte Form der Führungsnut 70. Diese Form wird nun ausgehend von ihrem in Richtung des ersten Endes 72 belegenen Ende in Richtung des an dem zweiten Ende 74 belegenen Ende geschildert.
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Zunächst weist die Führungsnut 70 einen ersten Abschnitt 78 auf, in dem sich der Zapfen 66 in der ersten Position, die in 3 dargestellt ist, befindet. Die Ränder der Führungsnut 70 in dem ersten Abschnitt 78 liegen in der ersten Position parallel zu der Richtung des Pfeils 49. In der zweiten Position befindet sich der Zapfen 66 in einem zweiten Abschnitt 80, dessen Ränder wiederum in der zweiten Position parallel zu der Richtung des Pfeils 49 liegen. Sowohl der erste Abschnitt 78 als auch der zweite Abschnitt 80 weisen eine gewisse Länge auf. Eine Bewegung des Zapfens innerhalb des ersten Abschnitts 78 und des zweiten Abschnitts 80 in der jeweiligen Position der Kinematik 58 bewirkt lediglich eine vertikale Verschiebung des Unterstempels 46 ohne eine seitliche Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 entlang der Richtung des Pfeils 48.
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Der erste Abschnitt 78 geht jedoch in den zweiten Abschnitt 80 mit einer Schikane 82 über, die S-förmig ausgestaltet ist. Unter ”S-förmig” soll verstanden werden, dass die Schikane 82 einen Wendepunkt aufweist, d. h. eine Verlaufslinie der Führungsnut 70 in der Schikane 82 krümmt sich zunächst in eine Richtung hin zu dem Unterstempel 46 und dann entsprechend in die entgegengesetzte Richtung. Der erste Abschnitt 78 und der zweite Abschnitt 80 laufen des Weiteren nicht parallel zueinander, sondern stehen in einem Winkel 84 zueinander.
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Wird nun der Stempel aus der ersten Position nach oben verschoben, bewegt sich der Zapfen 66 zunächst um ein geringes Maß in dem ersten Abschnitt 78, so dass der Unterstempel 46 zunächst eine kleine Vertikalbewegung entlang der Richtung des Pfeils 49 ausführt, wobei die zweite Transporteinrichtung stillsteht. Dann fährt der Zapfen 66 in die Schikane 82 ein und drückt das Hebelelement 68 in der in 3 und 4 dargestellten Ansicht nach rechts, d. h. in die Transportrichtung T. Das Hebelelement 68 schwenkt um sein erstes Ende 72 im Uhrzeigersinn nach rechts. In diesem Stadium bewegt sich sowohl der Unterstempel 46 nach oben als auch die zweite Transporteinrichtung 40 nach rechts. Die Stempellücke wird geöffnet. Ist das Hebelelement 68 vollständig nach rechts, d. h. in die Transportrichtung T geschwenkt, hat der zweite Abschnitt 80 eine vertikale Ausrichtung und der Zapfen 66 fährt in den zweiten Abschnitt 80 ein. Die Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 ist nun beendet, der Unterstempel 46 kann sich jedoch weiter in der vertikalen Richtung des Pfeils 49 bewegen und mit dem Oberstempel 44 zusammentreffen.
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Die Längendimensionierungen des ersten Abschnitts 78, des zweiten Abschnitts 80 und der Schikane 82 sind entsprechend so gewählt, dass eine Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 in Richtung des Pfeils 48 rechtzeitig einsetzt, um keine Kollision des Unterstempels 46 mit der zweiten Transporteinrichtung 40 bzw. der zweiten Umlenkrolle 42 auftreten zu lassen.
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Wird der Unterstempel 46 zurückverfahren, läuft der Vorgang entsprechend rückwärts ab. Zunächst bewegt sich der Zapfen 66 in dem zweiten Abschnitt 80 in Richtung des Pfeils 49 nach unten, die zweite Transporteinrichtung 40 bewegt sich zunächst nicht. Dann läuft der Zapfen 66 in die Schikane 82 ein und durchfährt sie, so dass die Bewegung des Unterstempels 46 von der Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 begleitet wird. Der Beginn der Schikane 82 ist entsprechend so gelegt, dass der Unterstempel 46 mit seinem oberen Ende bereits die zweite Umlenkrolle 42 passiert hat, wenn der Zapfen 66 in die Schikane 82 einfährt. Die Seitwärtsbewegung der zweiten Transporteinrichtung 40 kann somit gefahrlos einsetzen und die Stempellücke geschlossen werden, ohne dass sich der Unterstempel 46 noch in der Stempellücke befindet.
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Während der Zapfen 66 die Schikane 82 durchfährt, schwenkt das Hebelelement 68 um das erste Ende 72 zurück in die in 3 dargestellte erste Position. Dabei zieht das zweite Ende 74 an dem Hilfshebelelement 76 und bewirkt so die Bewegung der zweiten Transporteinrichtung 40.
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In der vollständig zurückgefahrenen Position befindet sich der Zapfen 66 wieder in dem ersten Abschnitt 78 und die in 3 dargestellte erste Position ist wieder eingenommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 9014215 U1 [0003, 0012]
- DE 19515719 C2 [0012]
- DE 19638474 A1 [0012]
- DE 202007009001 U1 [0016]
