-
Verpackungsmaschine Verpackungsmaschinen, bei denen die zu verpakkenden
Gegenstände von zwei Greifern erfaßt werden, die mit Hilfsdornen ausgerüstet sind,
welche den Querschnitt der Packung bestimmen, sind bekannt. Diese Verpackungsmaschinen
haben jedoch eine relativ niedrige Ausstoßzahl und können nur zum Verpacken von
formfesten, vorzugsweise rechteckigen Gegenständen eingesetzt werden.
-
Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Verpackungsmaschine auszubilden, die feste, insbesondere stangenförmige Gegenstände,
wie beispielsweise Putzmittelstangen, Seifenstücke u. dgl., sowie biegsame und deformierbare
Gegenstände, wie beispielsweise mit pulverförmigem oder granuliertem Material gefüllte
Beutel od. dgl., in hoher Verpackungsgeschwindigkeit verpacken kann.
-
Diese Aufgabe erfüllt eine Maschine zum Verpacken von Gegenständen,
wie Seifenstücken, Putzmittelstangen u. dgl., in ein Verpackungsblatt, in der die
Gegenstände durch ein beidseitig fassendes Dornenpaar ergriffen und gegen das Verpackungsblatt
geführt werden, so daß das letztere um die Dorne und den dazwischen befindlichen
Gegenstand gefaltet wird, wobei die Dorne den Querschnitt der so entstandenen Packung
bestimmen. Erfindungsgemäß ist diese Maschine dadurch gekennzeichnet, daß die in
einer Vielzahl auf kontinuierlich umlaufenden Teilen, wie Ketten, angeordneten Dorne
um ihre Längsachse rotierbar ausgebildet sind, so daß sie mit Hilfe entsprechender
Bauteile, wie Zahnrädern und Zahnstangen, auf einer bestimmten Strecke ihrer Umlaufbahn
um ihre Längsachse rotieren und dadurch das Verpackungsblatt zu einer schlauchförmigen
Hülle um sie und den Gegenstand gewickelt oder gefaltet wird.
-
Vorteilhaft soll dabei jeder einzelne Dorn zum anderen Dorn des gleichen
Dornenpaares axial verstellbar gelagert sein. Die Maschine kann erfindungsgemäß
auch Bauteile aufweisen, durch die das Dornenpaar um mindestens 3600 rotierbar ist.
In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Maschine sollen am Dorn schwenkbare
Greifer vorhanden sein, wobei die Greifer durch ein Stellteil, wie durch einen an
einer Quertraverse fest angeordneten Nocken bewegbar sind. Nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sollen die Antriebszahnräder mit den Dornen gemeinsam bewegbar gelagert
sein, wobei die Abwicklungsbahn der Antriebszahnräder im Vergleich zum Gesamtweg
der Dorne relativ kurz bemessen und zum Andrücken des Verpackungsblattes gegen das
Dornenpaar ein Band, vorzugsweise ein Schaumstoffband vorgesehen sind. Die inneren
Enden der Dorne können auch als klauenförmige Vorsprünge ausgebildet sein.
-
Vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Maschine eine Mehrzahl von
im Abstand voneinander angeordneten Dornenwagenpaaren auf, welche auf einer Umlaufbahn
bewegbar sind, wobei jeder Wagen unabhängig abgestützt, jedoch im Gleichlauf mit
den anderen Dornenwagenpaaren bewegbar ist. Jeder dieser Wagen weist weiter vorteilhaft
eine im wesentlichen koaxial verlaufende Bohrung auf, in welche eine Welle bzw.
eine Wellenverlängerung des Dorns einschiebbar ist, wobei das Außenende der Wellenverlängerung
eines jeden Dorns das Antriebszahnrad trägt. Jedes der Antriebszahnräder ist vorteilhaft
mit einem Nockenführungsteil versehen, welches mit einem an der Maschine ortsfest
befestigten Nocken zusammengreift, so daß die von den Antriebszahnrädern den Dornen
erteilte Rotationsbewegung beschleunigt bzw. verzögert wird.
-
Zwecks besserer Übersicht wird die Erfindung nachfolgend im einzelnen
am Beispiel der Verpakkung von Putzmittelstäben erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt
zu sein. Vielmehr können mit der erfindungsgemäßen Maschine auch anders geformte
feste oder biegsame bzw. deformierbare Gegenstände, wie beispielsweise pulverförmige
oder granulierte Materialien enthaltende Beutel, verpackt werden. Zu-
nächst
wird die ganze Maschine und der Arbeitsablauf für die Herstellung einer vollständigen
Pakkung kurz beschrieben. Die dann folgende, ins einzelne gehende Beschreibung ist
auf die erste Faltvorrichtung zum Umwickeln des zu verpakkenden Gegenstandes mit
Verpackungsmaterial beschränkt.
-
Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine ist so ausgebildet, daß
sie eine eingangsseitige Vorrichtung zur Zuführung des zu verpackenden Gutes, eine
Vorrichtung zur Zuführung des Verpackungsmaterials und die eigentliche Verpackungsvorrichtung
aufweist. Die eigentliche Verpackungseinrichtung besteht aus einer ersten Faltvorrichtung
zum Umwikkeln des zu verpackenden Gegenstandes mit dem Verpackungsmaterial, einer
an sich bekannten Vorrichtung zum Abdichten bzw. Verschweißen der seitlichen Verpackungsnaht,
einer an sich bekannten zweiten Faltvorrichtung zum Schließen der Verpakkungsstirnflächen
und einer ebenfalls an sich bekannten Vorrichtung zum Abdichten bzw. Verschweißen
der Verpackungsstirnflächen. Die einzelnen Putzmittelstangen werden nacheinander
mit gegenseitigem Abstand durch die Zuführungseinrichtung in die Verpackungsvorrichtung
eingeführt. Wenn die zu verpackenden Gegenstände sich der ersten Faltvorrichtung
nähern, wird jeder von ihnen durch ein Paar von entgegengesetzt angeordneten Dornen
erfaßt und angehoben, welche mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit, wie
die Putzzittelstangen bewegt werden. Während dieser Bewegung werden die Dornen zusätzlich
einwärts bewegt. Während dieser Bewegung ergreifen und unterstützen sie jede Putzmittelstange
und entfernen diese von der Zuführungseinrichtung. Eine mehrteilige Verpackung mit
einem Innen- und Außenteil wird von der das Verpackungsmaterial zuführenden Vorrichtung
jedem Dornenpaar zugeführt. Wenn das Verpackungsmaterial das Dornenpaar erreicht,
wird es durch geeignete Teile an der Oberfläche des Dornenpaares festgeklemmt, so
daß das Verpackungsmaterial eine gewünschte vorbestimmte Lage erhält. Dann werden
die Dornen durch die erste Faltvorrichtung hindurchgeführt, wobei ihre Achsen eine
konstante, lineare Bewegung ausführen und die Dorne um ihre Achsen rotiert werden.
Dadurch wird das Verpackungsmaterial fest um die Putzmittelstange und die inneren
Enden des Dornenpaares gewickelt, so daß sich die Enden des äußeren Verpackungsmaterials
überlappen.
-
Die jetzt teilweise fertige Packung wird auf ihrem weiteren Weg einer
Vorrichtung zugeführt, in welcher die überlappenden Teile des Verpackungsmaterials
zu einer seitlichen Verpackungsnaht vollständig abgedichtet bzw. verschweißt werden.
Dann werden die Dorne von der teilweise fertigen Packung zurückgezogen, und diese
wird, durch ein Paar von elastischen, sich gegenüberliegenden Bändern sicher gehalten,
der zweiten Faltvorrichtung zugeführt, die die Verpackungsstirnflächen schließt.
Die Packung durchläuft abschließend eine Vorrichtung zum Abdichten bzw. Verschweißen
der Verpackungsstirnflächen und verläßt dann die Verpackungsmaschine.
-
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend an Hand der nachfolgenden
Schemazeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 Teilansichten der Verpackungsmaschine
von der der Antriebsseite gegenüberliegenden »Bedienungsseite« her gesehen,
F i g.
2 eine Draufsicht auf die Verpackungsmaschine, wobei einige Teile weggelassen sind,
um die beweglichen Teile zu zeigen, F i g. 3 eine Darstellung eines Dorns und der
dazugehörigen Teile, Fig.4 eine Stirnansicht eines Dorns, gemäß Linie 4-4 inFig.3,
F i g. 5 eine perspektivische Darstellung eines Dornenpaares, das einen zu verpackenden
Gegenstand hält, Fig.6 eine perspektivische Darstellung mit dem Nocken zur Betätigung
der Greifer, F i g. 7 eine Teilansicht, welche Nocken und Zahnstangen zeigt, die
das Verdrehen der Dorne bei deren Durchlauf durch die Maschine bewirken, Fig. 8
eine perspektivische Darstellung der übereinanderliegenden Verpackungshülle und
des Verpackungskartons, F i g. 9 eine perspektivische Ansicht eines Dornenpaares
mit angelegtem Kartonrohling und Hülle, F i g. 10 eine perspektivische Darstellung
mit dem Kartonrohling und der Hülle, nachdem das Dornenpaar sich um 900 gedreht
hat, F i g. 11 eine perspektivische Ansicht mit dem Kartonrohling und der Verpackungshülle,
nachdem das Dornenpaar sich um 1800 gedreht hat, F i g. 12 eine perspektivische
Ansicht mit dem Kartonrohling und der Hülle, nachdem das Dornenpaar sich um 2700
gedreht hat, Fig.13 eine perspektivische Ansicht, welche die Verpackung zeigt, bevor
sie der Vorrichtung zum Abdichten bzw. Verschweißen der seitlichen Verpakkungsnaht
zugeführt wird, Fig.14 eine perspektivische Ansicht der auf das Dornenpaar gewickelten
Verpackung, F i g. 15 eine perspektivische Ansicht der Verpakkung, nachdem die Dornen
des Dornenpaares zurückgezogen sind.
-
Die Arbeitsweise der ersten Faltvorrichtung wird nun in Anlehnung
an eine Verpackung beschrieben, wie sie in F i g. 8 bis 15 dargestellt ist.
-
In der Verpackungsvorrichtung sind eine Vielzahl von paarweise angeordneten
Dornen 89 vorgesehen, um die zu verpackenden Putzmittelstangen 47 vom Transportband
42 abzunehmen und der ersten Faltvorrichtung zuzuführen. Die Dorne 89 sind um eine
gemeinsame Achse zueinander hin- und herbeweglich und um die gemeinsame Achse rotierbar,
während sie durch die Verpackungsvorrichtung der Maschine vor und nach Aufnahme
des Kartonrohlings 104 und der Verpackungshülle 105 von der Vorrichtung zur Zuführung
des Verpackungsmaterials bewegt werden. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist die Welle
48 im Rahmen 10 drehbar gelagert.
-
Auf einer Seite der Welle 48 ist ein erstes Paar von Kettenrädern
52 und 53 für die Ketten 61 und 62 befestigt (F i g. 2), auf denen die Dornenwagen
71 angeordnet sind, während ein anderes Kettenradpaar 54 und 55 an der anderen Seite
(Fig. 2) für die Ketten 63 und 64 vorhanden ist. Ein weiteres solches Kettenradpaar
56 und 57 für die Dornenwagenketten 61 und 62 ist an der Welle 58 (Fig. 2) vorhanden,
welche drehbar im Rahmen 10 gelagert ist. Ein ähnliches Paar von Kettenrädern 59
und 60 ist auf der anderen Seite der Welle 58 befestigt. Die auf den Kettenrädern
52 und 56,53 und 57,54 und 59 sowie 55 und 60 montierten Ketten 61,62,63 und 64
sind endlos. Es sind weiter ortsfeste Führungsstangen 65
und 66
(F i g. 2) längs des Rahmens 10 zwischen den Kettenpaaren 61,62 und 63,64 vorhanden.
Die Führungsstangen 65 und 66 werden durch die Querteile 67, 68, 69 und 107 a (F
i g. 1) gehalten.
-
Von der Welle 48 werden über die Kettenräder 52, 53, 54 und 55 die
Ketten 61, 62, 63 und 64 angetrieben, die über Kettenräder 56,57,59 und 60 die Welle
58 (F i g. 2) und diese über das Kettenrad 69 a (F i g. 1) die Kette 69 c das Kettenrad
69 b und damit das Zuführband 42 antreibt. Die Kettenräder 69b und 44 sind an einer
gemeinsamen Welle befestigt.
-
Einzelheiten der Dornenwagen71 sind in F i g. 3 dargestellt. Jeder
Dornenwagen 71 weist an seinem oberen Ende ein einteiliges Führungsteil 72 auf.
Das Führungsteil 72 ist mit der Kerbe 73 versehen, die an der Führungsstange 65
gleitet. Hierdurch wird der relative Abstand des Dornenwagens 71 festgelegt und
beibehalten, wenn er sich durch die Verpackungsvorrichtung der Maschine bewegt.
Die andere Hälfte des gemeinsamen Dornenwagenpaares ist an der Führungsstange 66
in gleicher Weise bewegbar. Entsprechende Führungsstangen sind an der Rahmenunterseite
(nicht dargestellt) vorgesehen, um die Rückführung der Dornenwagen 71 zu sichern.
Die Ketten 61, 62, 63 und 64 sind mit Vorsprüngen, z. B. Winkann74 und 75, versehen,
welche an dem Dornenwagen 71 befestigt sind. Somit bewegen die Ketten 61 und 62
die Dornenwagen 71, und die Führungsstange 65 hält diese in vorbestimmter Lage in
bezug auf die Mitte des Transportweges.
-
Zum Rahmen 10 längs verlaufende und an ihm starr befestigte Stützteile
76 und 77 sind zur Unterstützung der Ketten 61 und 62 und der Dornenwagen 71 vorhanden
und drücken diese gegen die Führungsstange 65. Entsprechende Stützteile liegen unter
den Ketten 63 und 64. In den Bohrungen 79 und 80 des Dornenwagens 71 ist eine Welle
78 verschiebbar.
-
Eine gegen die Schulter 82 der Welle abgestützte Druckfeder 81 drückt
in der Normalstellung die Welle 78 gemäß Fig. 3 nach rechts. Dieser Bewegung wird
jedoch durch andere Maschinenelemente zeitweise entgegengewirkt.
-
Wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, ist an der Welle 78 ein Zahnrad
83 befestigt. An der einen Seite des Zahnrades 83 ist eine Rolle 84 und an der anderen
Seite eine Rolle 85 vorhanden. An einem Ende der Welle 78 ist eine Platte 86 mit
einem Führungsteil 87 für einen Nocken od. dgl. angeordnet, dessen Achse im wesentlichen
senkrecht zur Welle 78 steht.
-
An dem anderen Ende der Welle 78 ist ein Stützteil 88 vorhanden,
an dem der Dorn 89 (F i g. 3 und 5) befestigt ist. Dieser Dorn 89 besitzt einen
Vorsprung 90 und einen anderen Vorsprung 91, welche an den mit 92 und 93 bezeichneten
Seiten ausgehöhlt sind.
-
Das Stützteil 88 weist ein am Bolzen 95 schwenkbar befestigten Greifer
94 auf. Der Greifer 94 besitzt eine wellige Oberfläche 96 und einen gebogenen Arm
97. Die Stifte 98 und 99 sind am Stützteil 88 bzw. am Greifer 94 befestigt und durch
eine Zugfeder 100 verbunden, welche am Greifer 94 bei Überschreiten der Gleichgewichtslage
wirksam wird. Wenn der Greifer 94 gemäß Fig.3 in der Offenlage ist, wird er infolge
der Zugwirkung von Feder 100 diese Stellung so lange beibehalten, bis der Stift
99 über die Linie hinweggeführt ist, die die Mittelpunkte des Bolzens 95 und des
Stiftes 98 verbinden. In diesem Fall wird der Greifer 94 schnepperartig gegen den
Dorn
89 bewegt. Durch diesen Arbeitsgang wird der Kartonrohling 104 und die Hülle
105 am Dorn 89 festgeklammert.
-
Wie aus Fig.S ersichtlich, haben die Dorne 89 eine gewellte Oberfläche
101, mit welcher die wellige Oberfläche 96 des Greifers 94 in der Schließstellung
zusammengreift. Ferner sind die Dorne 89 mit einer Klammerl02 für den Kartonrohling
104 versehen.
-
Es ist weiter ein erhabenes Teil 103 vorhanden, welches die Unterschiede
in der Gesamtdicke ausgleicht, wenn - nachdem der Verpackungskörper um die Dorne
89 gebildet ist - Hülle und Karton sich überlappen. Hierdurch wird eine flache und
kontinuierliche Oberfläche dem Heißabdichtungsteil der Maschine zugekehrt und so
die Abdichtung verbessert.
-
Die Notwendigkeit des Teils 103 als auch seine Gestaltung hängen selbstverständlich
von der zu bildenden Verpackung ab. Aus den Fig.2 und 3 ist ersichtlich, wie eine
Putzmittelstange 47 durch ein Dornenpaar 89-89 gehalten und durch eine aus dem Kartonrohling
104 und der Verpackungshülle 105 bestehende Einheit eingewickelt wird. Die Dorne
89 tragenden Dornenwagen 71 sind an den Ketten 61, 62, 63 und 64 befestigt. Die
an den Dornenwagen 71 angeordneten Teile87 greifen mit den Nockenführungsbahnen
235 und 236 an jeder Seite der Maschine zusammen. Wenn der obere Trum der Kette
61 bis 64 sich, wie aus Fig.2 ersichtlich, in Pfeilrichtung bewegt, geben die Nockenführungsbahnen
253, 236 den Dornen 89 die Möglichkeit, sich infolge der Wirkung der Feder 81 zueinander
zu bewegen (F i g. 3). Das Gut wird von dem Eingangstransportband 42 abgenommen,
wenn die Dorne 89 eines Dornenpaares die Bewegung zueinander beendet haben.
-
Durch einen Mechanismus (F i g. 7) wird das Dornenpaar dann um 900
rotiert, so daß die Putzmittelstange 47 die aus Fig.S ersichtliche Stellung einnimmt.
Ein Nocken 237 (Fig. 7) mit einer Führungsbahn 238 wird mit der Rolle 84 gekuppelt,
um den Dorn 89 zu verdrehen, worauf das Zahnrad 83 mit der auf dem Rahmen 10 befestigten
Zahnstange 239 zusammengreift, um die rotierende Bewegung während der Fortbewegung
des Dornes weiterzuführen. Ein zweiter Nocken 240, welchem eine Führungsbahn 241
zugeordnet ist, bremst die rotierende Bewegung des Zahnrads 83, so daß es tatsächlich
nur um 900 gedreht wird. Die Dorne 89 nehmen dann die in F i g. 5 und 9 gezeigte
Lage ein. Von den nicht dargestellten Zuführungswalzen wird gleichzeitig der Kartonrohling
104 und die Hülle 105 mit einer dem Dornenpaar angepaßten Geschwindigkeit herangeführt.
Durch die Klammer 102 wird der Rand des Kartonrohlings 104 gegen den Dorn 89 angedrückt.
-
Dann schließt sich der Greifer 94 schnepperartig so, daß Kartonrohling
104 und Hülle 105 zwischen den gewellten Oberflächen 86 und 101 am Dornenpaar 89
festgeklemmt werden. Der Greifer 94 schließt sich, wenn er an einem feststehenden
Nocken 242 anschlägt, welcher, wie aus Fig.6 ersichtlich, an der Quertraverse 107
befestigt ist. Für beide Hälften des Dornenwagenpaares sind spiegelbildlich die
gleichen Anordnungen vorgesehen.
-
Während des weiteren Durchlaufs durch die Maschine wird das Dornenpaar
dann um 3600 rotiert.
-
Während dieser Rotation werden die Borsten der Bürste 243 (F ig. 1,
2 und 7) gegen den Kartonrohling 104 und die Hülle 105 gedrückt. Diese Einwirkung,
gekuppelt gleichzeitig mit der linearen Bewegung
und der Rotationsbewegung
des Dornenpaares, bewirkt ein gutes Umschlagen des Verpakkungsmaterials um die Dorne
89. Wenn hier als Beispiel für eine Vorrichtung zur Ausübung der Druckkraft die
Bürste 243 gezeigt ist, kann an deren Stelle auch eine andere Einrichtung, wie beispielsweise
ein frei bewegliches oder angetriebenes Schaumgummiband, mit Erfolg benutzt werden.
-
Das Dornenpaar (Fig.7) wird durch einen eine Führungsbahn 245 aufweisenden
Nocken 244 in Rotation versetzt, wobei die Führungsbahn 245 mit der Rolle 85 am
Zahnrad 83 zusammengreift. Nachdem der Nocken 244 die Rotation eingeleitet hat,
greift das Zahnrad 83 mit der Zahnstange 246 zusammen, um die Dorne 89 während ihrer
Fortbewegung unter der Bürste 243 in Rotation zu versetzen. Die Weise, in der der
Kartonrohling 104 und die Hülle 105 durch die Bürste 243 um die Dorne 89 umgeschlagen
werden, wird in um 900 voneinander abweichenden Abschnitten in den Fig. 10, 11,
12 und 13 gezeigt.
-
Wenn Kartonrohling 104 und Hülle 105 vollständig um die Dorne 89
geschlagen sind, wird die Rotation unterbrochen, sobald die Rolle 84 mit der Bahn
247 in dem Nocken 248 zusammengreift, welcher an dem Rahmen 10 der Maschine befestigt
ist.
-
Zum gleichen Zeitpunkt werden die überstehenden Teile der Verpackung
abgedichtet, gegebenenfalls unter Anwendung von Hitze, wenn für die Hülle 105 ein
an sich bekanntes, unter Hitzeanwendung abdichtendes Material venvendet wird. Ein
wärmeleitendes Abdichtungsband 249 (F i g. 1 und 2) ist für diesen Zweck vorhanden,
wobei sein unterer Trum in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Dornenwagen 71 beweglich ist.
-
Der untere Trum ist ebenfalls in Kontaktberührung mit den vorstehenden
Teilen der äußeren Verpakkungshülle 105.
-
Nach erfolgter seitlicher Abdichtung werden die Dorne 89 um 900 verdreht,
um die teilweise gebildete Verpackung dem nächsten Maschinenabschnitt zuführen zu
können. Aus Fig.7 ist ersichtlich, daß dies durch die Rolle 84 erfolgt, welche die
Dorne 89 verdreht, wenn diese das Ende der Führungsbahn 247 passieren, so daß das
Zahnrad 83 durch Eingriff in die Zahnstange 262 in Rotation versetzt wird.
-
Durch diese Zahnstange 262 werden die Dorne 89 gedreht, bis die Rolle
84 mit der Führungsbahn 263 des Nockens 264 zusammengreift, so daß die Dorne 89
in die ursprüngliche Lage zurückgeführt werden.
-
Die teilweise fertige Packung nimmt dann die Lage und den Zustand
gemäß F i g. 15 ein. Durch eine weitere geradlinige Bewegung des Dornenpaares wird
die teilweise fertige Packung den Transportbändern 265 und 266 (Fig.1) zugeführt,
welche die Verpakkung während der restlichen Falt- und Abdichtungsvorgänge transportieren.
Diese Bänder haben eine deformierbare Oberfläche aus z. B. schwammartigem Werkstoff,
um die teilweise fertige Verpackung in bezug auf die Querrichtung in Flucht zu halten,
während die Dorne 89 zurückgehalten werden, und die Bänder die teilweise fertige
Packung entgegen den Kräften, welche an der Packung während der Faltvorgänge angreifen,
weiterbefördern.
-
Wenn die Führungsteile 87 in die Nockenführungsbahn 267 und 268 (F
i g. 2) eingeführt sind, werden die Dorne 89 von der teilweise fertigen Packung
zurückgezogen, bis die Relativstellung der Dorne 89 in bezug auf diese Packung die
in Fig. 15 gezeigte
Lage hat. Die Dorne 89 werden mittels des unteren Trums der Ketten
61,62,63 und 64 zurückgeführt.
-
Während des Rückholvorgangs greifen sie mit einem Nocken zusammen,
welcher gegen die Betätigungsarme 97 der Greifer 94 drückt, um die Greifer 94 zu
öffnen und sie in die aus Fig.3 ersichtliche Lage zurückzuführen. Die Dorne 89 befinden
sich dann im Anfangszustand des Arbeitszyklus.