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Verpackungsmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine
mit Vorrichtungen zum Entlüften von gefüllten, nicht verschlossenen Behältern, zum
nachfolgenden Einführen von Inertgas in die Behälter und zum abschließenden Aufbringen
von luftdicht schließenden Deckeln auf die Behälter unter einem Schließkopf, dem
die Behälter durch eine schrittweise, längs einer geschlossenen Bahn fortschreitende
Transportvorrichtung zugeführt werden, mit einer Anzahl von zum Einschließen jeweils
eines gefüllten, nicht verschlossenen Behälters bestimmten Behältergehäusen, die
je einen rohrförmigen Hohlkörper mit offenem Ende und eine den Behälter aufnehmende,
dichtend im unteren Teil des Hohlkörpers geführte Tragvorrichtung aufweisen, und
mit einer dichtend gegen das offene Ende des Hohlkörpers führbaren Abdeckung.
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Bei dem zu verpackenden und luftdicht zu verschließenden Material
kann es sich z. B. um Milchpulver oder gemahlenen Kaffee handeln.
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Bei einer bekannten Verpackungsmaschine (USA.-Patentschrift 2 122
087) dieser Art, erfolgen alle an den Behältern auszuführenden Arbeitsgänge, insbesondere
die Evakuierung und Begasung, in der Schließstation. Da diese Arbeitsgänge eine
bestimmte Zeit in Anspruch nehmen, ist die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten
Maschine begrenzt.
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Aus ökonomischen Gründen ist es jedoch wünschenswert, die Arbeitsgeschwindigkeit
zu steigern. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsgeschwindigkeit
von Verpackungsmaschinen des erwähnten Typs zu erhöhen.
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Diese Aufgabe ist gelöst durch eine zweite Transportvorrichtung,
welche die Abdeckungen für die Hohlkörper auf einer Bahn führt, deren Länge gleich
der Länge der Bahn der ersten Transportvorrichtung ist, und die die Abdeckungen
auf dem größeren Teil ihrer Bahn der Bahn der ersten Transportvorrichtung in Schließstellung
an den Hohlkörpern folgen läßt, sie in der Nähe des Schließkopfes von den Hohlkörpern
abhebt und an dem Schließkopf auf der Innenseite der Bahn der ersten Transportvorrichtung
vorbeileitet.
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In der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen werden die
Einzelheiten und die Vorteile der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren
haben folgende Bedeutung: F i g. 1 ist eine Seitenansicht der Verpackungsmaschine
nach der vorliegenden Erfindung; F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Verpackungsmaschine,
wobei verschiedene Teile weggebrochen
sind und andere Teile im Schnitt oder gestrichelt
dargestellt sind; F i g. 3 ist ein senkrechter Schnitt längs der Linie 3-3inFig.2;
Fig.4 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 2 und zeigt
die beweglichen Gehäuseabdeckungen in zwei Arbeitslagen.
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Allgemein betrachtet, besteht die Verpackungsmaschine 10 (F i g.
1 und 2) aus einem diskontinuierlich bewegten Revolverkopf 11, der gleichabständig
eine Anzahl Gehäuse 12 zum Aufnehmen von Behältern aufweist, die, wenn sie verschlossen
sind, Evakuierungs- und Begasungsgefäße darstellen, in denen Behälter C eingeschlossen
sind. Jedes Gehäuse 12 besitzt eine in vertikaler Richtung hin und her bewegbare
Mechanik 13, die den Behälter trägt und die aus einer Stellung unterhalb des Gehäusekörpers
14, in der sie Behälter aufnimmt oder aus dem Gehäusekörper wegführt, in eine Stellung
bewegt wird, in der sie das untere Ende des Gehäusekörpers abdichtet.
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Jedes Behältergehäuse 12 weist außerdem eine auf und ab bewegbare
scheibenförmige Abdeckung 16 auf, die aus einer unteren Stellung, in der sie das
obere Ende des zugehörigen Gehäusekörpers 14 abschließt, in eine obere Stellung
bewegt werden kann, in der sie mit Abstand oberhalb des oberen Endes des Gehäusekörpers
steht. Jede Abdeckscheibe gehört zu einem bestimmten Gehäusekörper 14 und ist an
einer Kette 17 angebracht, die längs einer Bahn geführt wird, auf der die Bewegung
des Deckels übereinstimmt
mit der des zugehörigen Gehäusekörpers
während des größten Teils der Kreisbahnbewegung des Körpers t4; danach führt die
Kette den Deckel von der genannten Kreisbahn weg, so daß das obere Ende des Gehäusekörpers
geöffnet ist, wenn das Gehäuse dem Verschließkopf 19 einer der üblichen Verschließmaschinen
gegenübersteht. Als Verschließkopf 89 kann die in der USA.-Pateutschrift 2 393 988
vom 5. Februar 1946 (W. D. J o r d an) beschriebene Einrichtung verwendet werden.
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Passende Sternräder 21 (F i g. 2) und Führungsschienen 21 a sind
vorgesehen, um gefüllte Behälter C mit lose daraufliegenden Deckeln auf den jeweiligen
Behälterträger 13 3 zu leiten, wenn der Träger an einer Zuführstation A angehalten
wird. Danach wird jeder Träger 13 aufwärts gegen das untere Ende des Körpers 14
geführt, um diesen abzudichten. Praktisch gleichzeitig mit dieser Aufwärtsbewegung
des Trägers 1L3 wird die Abdeckung 16 abwärts bewegt, so daß sie die Oberseite des
zugehörigen Gehäusekörpers abschließt und den Behälter in dem Evakuierungs- und
Begasungsgefäß, das aus dem Gehäusekörper 1L4, dem Behälterträger 13 und der Abdeckung
16 gebildet wird, einschließt.
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Durch die diskontinuierliche Bewegung des Revolverkopfs 11 im Uhrzeigersinn
(F i g. 2) werden die Behältergehäuse 12 mit den darin befindlichen gefüllten Behältern
durch eine Zone geringen Unterdrucks geführt, in der ein Teil der Luft aus den Gehäusen
und den darin stehenden gefüllten Behältern abgesaugt wird. Wenn der Revolverkopf
weiterbewegt wird, gelangen die Gehäuse in eine Zone mit starkem Unterdruck, in
der die Luft aus dem Gehäuse und dem Oberteil der im Gehäuse befindlichen Behälter
vollständiger entfernt wird. Wenn die Luft aus den Gehäusen und den Oberteilen der
Behälter in den Gehäusen vollständig entfernt ist, werden die Gehäuse in eine Gaseinfüllzone
geleitet, in der in die Gehäuse und in die Oberteile der gefüllten Behälter ein
inertes Gas eingebracht wird.
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Dann werden die Abdeckungen 16 aus der Schließlage auf den oberen
Enden der zugehörigen Gehäusekörper 14 abgenommen und die Gehäuse damit geöffnet;
danach gelangen die Gehäusekörper nacheinander zur Verschließstation B genau unter
den dort angeordneten Schließkopf 19.
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Dort wird der Behälter im Gehäusekörper 14 durch das obere offene
Ende des Körpers 114 angehoben, so daß der Schließkopf 19 den Deckel luftdicht mit
dem Behälterrumpf verbinden kann. Wenn der Dekkel luftdicht auf dem Behälter sitzt,
wird der Behälter bis in die ursprüngliche Lage im Körper 14 abgesenkt und nach
der nächsten Schaltbewegung des Revolverkopfs 11 bis unter den Unterrand des Körpers
14 abgesenkt, woraufhin er zur Abgabestation D geschaltet wird, wo geeignete Ausgabeeinrichtungen,
wie z.B. ein Sternrad22 (Fig.2) mit zugehöriger Leitschiene 23, den verschlossenen
Behälter aus der Verpackungsmaschine 80 herausnehmen.
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Natürlich stellen der Schiießkopf 19, die Zuführungs- und die Ausgabeeinrichtungen
keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung dar; hier können die üblichen Geräte
verwendet werden, die die erforderlichen Manipulationen mit den jeweils in der Verpackungsmaschine
10 behandelten Behältern ausüben.
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Im einzelnen sind der Revolverkopf 11 (Fig.3) und die Schiießmaschiue
20 mit einer gemeinsamen
Grundplatte 31 fest verbunden. Der Revolverkopf umfaßt eine
starre, vertikal stehende Säule32, die auf die Grundplatte31 geschraubt ist. Ein
unterer Flansch 33 sitzt fest an einem verjüngten Teil der Säule 32 nahe der Grundplatte
31, und ein ähnlicher oberer Flansch 34 wird am oberen Ende der Säule 32 an einem
ovalen Abschnitt von einem Stift 36 gehalten. Der untere Flansch 33 ist mit einer
Ringnabe 37 einer feststehenden Tragplatte 38 verschraubt, die an ihrem Rand von
einer Anzahl Ständer 39 getragen wird, von denen in Fig.3 nur zwei Stück dargestellt
sind und die mit der Platte 38 verschweißt und auf die Grundplatte 31 geschraubt
sind.
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Mit der Tragplatte 38 sind ein Paar im wesentlichen ringförmige Nockenbahnen
41 und 42 starr verbunden, die ungefähr den gleichen Durchmesser haben wie die Tragplatte
38. Die Nockenringbahn 41 weist über ihre gesamte Länge eine waagerechte obere Nockenbahn
auf und dient dazu, bestimmte umlaufende Teile des Revolverkopfes während ihrer
Bewegung um die Säule 32 in stabiler Lage zu halten.
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Die Nockenbahn 42 besitzt ein niedriges Nockenstück 44 (F i g. 1),
das zwischen der Ausgabestation D und der ZuführungsstationA liegt, wodurch der
Behälterträgera3 während dieses Abschnitts seiner Bahn abgesenkt werden kann. Ein
aufwärts geneigter Abschnitt 46 und ein senkrechter Teil 47 verbinden den niedrigen
Abschnitt 404 mit einem oberen waagerechten Abschnitt 48 von beträchtlicher Ausdehnung
längs der Kreisbahn; dieser Abschnitt hält die Behälterträger in Schließstellung.
Bügel 51 auf der Tragplatte 38 halten die Nockenbahnen 41 und 42. Zum Einstellen
der Nockenbahnen in vertikaler Richtung dienen eine Anzahl Zylinderkopfschrauben
52 (Fig.3), die nacheinander durch Kontermuttern 53 festgestellt werden, wenn die
Nockenbahnen in die richtige Lage gebracht sind. Die Nockenbahnen 41 und 42 sind
miteinander und mit den Bügeln 51 durch eine Anzahl Schrauben 541 verbunden, die
durch Schlitze in den Bügeln 51 greifen und in die Nockenbahnen 411 und 42 geschraubt
werden.
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Eine im wesentlichen kreisscheibenförmige Platte 56 zum Tragen der
Abdeckungen (Fig.2 und 3) ist auf eine ringförmige Nabe 57 geschweißt, die an den
oberen Flanschträger 34 geschraubt ist und Versteifungswinkel 58 besitzt, die mit
ihr und mit der Platte 56 verschweißt sind. Die Tragplatte für die Abdeckungen steht
fest und besitzt einen I(reisausschnitt 60 (F i g. 2), in dem der Schließkopf 19
der Verschließeinrichtung 20 an der Verschließstation B angeordnet ist.
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Wie man am besten in Fig.3 erkennt, sind die umlaufenden Teile des
Revolverkopfes 11 mit einer langgestreckten Hohlwelle 62 verkeilt, die konzentrisch
um die Säule 32 geführt ist. Mit ihrem unteren Ende ist die Welle 62 mit einem Bundlager
63 verbunden, das in einer Hülse 64 umläuft, die zwischen dem Lager und der Säule
32 angeordnet ist; die Welle ruht ferner in einem Spurlager 66, das sich zwischen
dem Bundlager 63 und der Ringuabe 37 befindet.
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Das obere Ende der Hohlwelle62 ist an einer Muffe 67 befestigt, die
auf einer Lagerbüchse 68 sitzt und damit an der Säule 32 gelagert ist. Die in vertikaler
Richtung stehende längliche Nabe 71 eines Antriebskettenrades 72 ist auf dem mit
Außengewinde versehenen oberen Ende der Hohlwelle 62 gleitbar angeordnet; die Verbindung
zu der Welle wird durch einen Flanschkeil 73 hergestellt. Der
Flanschkeil
wird, wie in F i g. 3 deutlich zu erkennen ist, mit der Nabe 71 durch eine Kopfschraube
74 verbunden. Ein Gewindering 76 mit Schlitz ist auf den oberen, mit Außengewinde
versehenen Abschnitt der Hohlwelle 62 geschraubt und stützt sich gegen die Unterseite
der Nabe 71 ab, um das Antriebskettenrad 72 in der erforderlichen Höhe zu halten.
Der Gewindering 76 wird in der richtigen Lage wie üblich durch eine Kopfschraube
77 festgehalten.
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In die Ringuabe 57 ist eine Lagerbüche 78 gedrückt, die mit einem
Lagerring 79 zusammenwirkt, der an das Antriebskettenrad 72 geheftet ist, um eine
geringe Lagerreibung zwischen dem umlaufenden Antriebskettenrad 72 und der feststehenden
Tragplatte 56 für die Abdeckungen sowie der Nahe 57 zu gewährleisten.
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Man erkennt, daß die Einstellung des Antriebskettenrades 72 und der
Tragplatte 56, für den Fall der Manipulation von Behältern wechselnder Höhe, dadurch
vorgenommen werden kann, daß die Nabe 57 von dem Halteflansch 34 abgeschraubt wird
und der geschlitzte Gewindering 76 in die gewünschte Stellung geschraubt wird. Dann
wird ein Abstandsstück zwischen den Halteflansch 34 und die Ringnabe 57 gesetzt
und festgeschraubt, um die für die Tragplatte erforderliche starre Verbindung herzustellen.
In F i g. 3 wird die Tragplatte 56 in ihrer höchstmöglichen Stellung gezeigt.
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Die obenerwähnten rohrförmigen Gehäusekörper 14 sind nahe am Außenrand
einer kreisscheibenförmigen Halteplatte 81 befestigt; die Platte 81 ist an die Nabe
82 geschweißt, die durch einen Keil 83 mit der Hohlwelle 62 verbunden ist. Axiale
Bewegung der Nabe 82 relativ zu der Welle 62 wird durch einen Sprengring 84 und
ein Abstandsstück 86 verhindert, das sich gegen die Nabe 82 und eine zweite Nabe
87 abstützt, deren Axialbewegung durch einen Sprengring 88 verhindert wird, der
in einer Nut in der Welle 62 ruht. Die Nabe 87 ist durch einen Keil 89 mit der Welle
62 verbunden; an die Nabe ist eine Kreisplatte 91 geschweißt.
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Die bereits erwähnten Trageinrichtungen 13 für die Behälter werden
von der Platte 91 in der Nähe ihres Randes gehalten und fluchten in axialer Richtung
mit benachbarten Gehäusekörpern 14. Die Platte 91 besitzt in der Nähe ihres Randes,
aber von den Behälterträgern 13 aus achsenwärts eine Anzahl nach unten gerichteter
Nockenstößelhalter 92, in denen Nockenstößel 93 drehbar angeordnet sind. Die Nokkenstößel
93 berühren die obere waagerechte Seite der Nockenkreisbahn41 und rollen an ihr
entlang, damit die äußere Kante der Kreisscheibe 91 in stabiler Lage geführt wird.
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Die umlaufenden Teile des Revolverkopfes 11 (Fig.1) werden von einem
Motor 97 angetrieben, der auf einem am Rahmen der Verschließmaschine 20 befestigten
Träger 98 angebracht ist. Der Motor treibt eine Riemenscheibe 99 kontinuierlich
an, die über Keilriemen 101 mit einer Riemenscheibe 102 verbunden ist, die auf eine
im Rahmen der Verschließmaschine 20 gelagerte Welle 103 gekeilt ist.
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Ein fest auf der Wellel03 sitzendes Kegelrad 106 kämmt mit einem zweiten
Kegelrad 107, das fest auf dem oberen Ende einer vertikal gerichteten Antriebswelle
108 sitzt, die in zweckmäßiger Form am Rahmen der Verschließmaschine 20 gelagert
ist. Zwischen den Enden der Antriebswelle 108 ist ein Zahnrad 109 fest angebracht
(F i g. 2), das in ein Zahnrad
111 eingreift, welches auf einen Achsstummel 112 gekeilt
ist. Fest auf dem Achsstummel 112 sitzt das treibende Rad 113 eines Malteserkreuzgetriebes;
das Rad 113 besitzt einen Antriebszapfen 114, der in die Zähne des Sternrades 116
des Malteserkreuzgetriebes eingreift und in bekannter Weise das Sternrad 116 schrittweise
antreibt. Das Sternrad 116 sitzt fest an einer Vertikalachsell7, die am Rahmen der
Verschließmaschine 20 zweckmäßig gelagert ist, und besitzt ein mit ihr fest verbundenes
Antriehsrad 118 (F i g. 1 und 2) von großem Durchmesser. Das Antriebsrad 118 steht
im Eingriff mit einem Zahnkranz 119 großen Durchmessers, der am Rand der Halteplatte
81 angebracht ist. Auf diese Weise werden die beweglichen Teile des Revolverkopfes
11 schrittweise um eine Entfernung weitergeschaltet, die dem Abstand zwischen den
Mittellinien benachbarter Gehäuse 12 entspricht; jeder Schaltschritt erfordert eine
Umdrehung der Vertikalwelle 108. Die kontinuierlich angetriebene vertikale Welle
108 besitzt an ihrem unteren Ende außerdem drei fest mit ihr verbundene Nockenscheiben
121, 122 und 123, die die Betätigung bestimmter Druckluftzylinder steuern, wie es
weiter unten beschrieben wird.
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Natürlich werden auch die Einzelteile des Schließkopfes 19 und die
Zuführungs- und die Ausgabeeinrichtungen von dem Motor 97 über (nicht dargestellte)
zusätzliche Einrichtungen angetrieben.
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Ein wesentliches Merkmal der Maschine ist die Art und Weise, in der
die Abdeckungen 16 zum Zusammenwirken mit den Hohlkörpern 14 gebracht werden. Wie
am deutlichsten in den F i g. 2 und 4 zu erkennen ist, sind die Abdeckungen gleichabständig
längs einer endlosen Kette 17 angeordnet, die diskontinuierlich mit der gleichen
Geschwindigkeit bewegt wird wie der Revolverkopf 11.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß eine gebogene Kettenführung 181 zum
Führen der Kette 17 längs einer gekrümmten Bahn dient, wodurch die Abdeckungen 16
während des größeren Teiles ihrer Bahnstrecke auf der gleichen Kreisbahn laufen
wie die Hohlkörper 14. An die Führung 181 ist eine gebogene Führungsschiene 182
geschweißt, die zwischen den oberen und unteren Gliedteilen der Kette 17 gleitet
und dadurch die Kette in einer waagerechten Ebene bei ihrem Lauf um die gebogene
Führung 181 hält.
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Die Kette 17 ist um ein Antriebskettenrad 184 gelegt, das drehbar
angeordnet ist auf einem Achsstummel 186 (F i g. 4), der aus der Tragplatte 56 nach
unten herausragt und mit ihr starr verbunden ist.
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Am unteren Ende der Welle 186 wird ein Druckring 187 durch einen Sprengring
188 festgehalten; der Druckring stützt sich gegen die Nabe des Kettenrades 184 ab
und verhindert dessen Bewegung in axialer Richtung. Auf einem Achsstummel 191 (F
i g.2) dreht sich ein Umlenkkettenrad 189; der Achsstummel ist an einem Bügel 192
befestigt, der durch eine Kopfschraube 193 mit der Tragplatte 56 verbunden ist.
Das Kettenrad 189 ist so angeordnet, daß die Bahn der Kette 17 aus dem Bereich des
Schließkopfes 19 herausgeführt wird.
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Um die Kette 17 mit der gleichen Geschwindigkeit wie den Revolverkopf
schrittweise bewegen zu können, ist ein Kettenrad 194 (F i g.2 und 4) durch einen
Stift 196 und eine Kopfschraube 197 mit dem Antriebskettenrad 184 verbunden. Eine
Kette 198 führt um die Kettenräder 194 und 72; sie wird gespannt durch ein mitlaufendes
Kettenrad 199, das
in einem Bügel 201 drehbar gelagert ist, der
mit der Tragplatte 56 durch eine Kopfschraube 202 verbunden ist.
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Da die von der Kette 17 gehaltenen Abdeckungen 16 untereinander gleich
sind, genügt es, eine derartige Abdeckung zu beschreiben.
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Jede Abdeckung 16 ist an einem ihr zugeordneten Glied der Kette 17
mit Hilfe eines abwärts gerichteten Zapfens 204 (F i g. 4) verbunden, welcher mit
dem zugeordneten Glied verschweißt ist. Die Nabe 206 der Abdeckung 16 ist durchbohrt,
um den Zapfen 204 gleitend aufnehmen zu können; die Nabe ist mit einer Eintiefung
205 versehen, in der ein O-Ring 208 liegt, der einen luftdichten Verschluß zwischen
der Nabe 206 und dem Zapfen 204 herstellt. In den Zapfen 204 ist eine Keilnut 209
eingelassen, die das eine Ende eines Fingers 211 aufnimmt, der an seinem Platz gehalten
wird durch eine in die Nabe gedrehte Kopfschraube 212, wodurch eine Verdrehung der
Abdeckung 116 gegenüber dem Zapfen 204 verhindert wird. In einer versenkten Bohrung
213 in der Abdeckung 16 liegt eine Druckfeder 214 und eine Haltescheibe 216, die
an der Bewegung auf dem Zapfen 204 in axialer Richtung durch einen Sprengring 217
gehindert wird. Auf diese Weise drückt die Feder 214 normalerweise die Abdeckung
16 aufwärts und hebt sie damit von dem oberen Rand des Hohlkörpers 84 ab.
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In die Nabe 206 der Abdeckung 16 ist ein Stift 2: eingeschraubt,
an dem eine Nockenrolle 219 drehbar angebracht ist, welche durch einen Sprengring
220 gegen Axialverschiebung gesichert ist. Die Nockenrolle 2B9 läuft an der unteren
Seite einer gebogenen Nockenbahn 222 entlang (F i g. 2 und 4), die an der Unterseite
der Tragplatte 56 befestigt ist. Die Einwirkung der Nockenbahn 222 auf den Nockenstößel
2t übertrifft die Federwirkung der Feder 214 und führt dazu, daß die Abdeckung 16
abwärts gegen die obere Umrandung des Hohlkörpers 14 gepreßt wird, und zwar über
den gekrümmten Abschnitt der Nokkenbahn 222 hinweg, der neben der Zuführungsstation
A beginnt und an einer Stelle nahe dem Kettenrad 184 endet.
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Wenn die Abdeckung gegen den Hohlkörper 14 gedrückt wird, bietet
ein O-Ring 223, der in einem Ringschlitz 224 in der Unterseite der Abdeckung 16
liegt, einen luftdichten Verschluß zwischen der Abdeckung und dem Hohlkörper. An
der Unterseite der Abdeckung 16 befindet sich ein Ringwulst 226 mit geneigter Außenkante,
die dazu dient, die Abdeckung 16 gegenüber ihrem zugehörigen Hohlkörper für den
Fall auszurichten, daß die Abdeckung eine Kleinigkeit dezentriert ist. Man erkennt,
daß die Feder 2B4 die Abdeckung mit Abstand oberhalb des Hohlkörpers hält (Fig.4),
sofern der Nockenstößel 219 die gekrümmte Nockenbahn 222 nicht mehr berührt und
in seiner höchsten Stellung bleibt, bis er an einen Punkt nahe der Zuführungsstation
A gelangt, in dem er wieder auf die Nockenbahn 222 trifft.