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Vorrichtung zum Verschließen von' Behälteroberteilen.
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Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Formen und Füllcn von
Kartonnagen; sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum flüssigkeitsdichten
Verschließen von Behältern, i m eiteren "Kartons" genannt, die erhitzte thermoplastische
Laschen faltet und unter Versiegelungsdruok setzt.
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In n Verpackungsmaschinen nach Art der in der deutschen Patentanmeldung
F 40 463 von 9.August 1963 beschriebenen werde@@@@rtons zam Verpacken von Milch
oder ä@@lichen Produkten geiormt. Die Wände dieser Kartons bestehen aus einer inneren
dite, @@@ e-Unterlage, die auf beiden Seiten mit Polyäthylen beschichtetidt.
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Swar sollte das Schichtmateral, aus dem die Kartonwände -. Lie Verschlußteile
gebildet werden, eine vorgegebene Dicke ei@@alten und die Kartons soilten eine bestimmte
Höhe haben; in der @raris schwanken jedoch Dicne und Höhe der Kartons so @@ daß
es scnwierig ist, mit der derzeit verfugbaren Versohließvorrichtung
lückenlos
gute Verschlüsse zu. erzielen.
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Die zusammenwirkenden Funktionselemente der älteren Versohließvorrichtung
fUr das Kartonoberteil werden von einigen Druckzylindern betätigt, von denen jeder
unabhängig von den anderen gesteuert werden muß, urs Geschwindigkeit und Druck für
die zugeordneten Elemente der VersonlieBvorriohtung eigens regulieren zu könne.
Wie sich herausgestellt hat, ersclmrert die Mehrzhal der voneinander unabhängigen
Kraftantriebe eine genaue Steuerung der Bewegung dieser Vorrichtungsteile.
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Ber Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine KartonschlieBvorrichtung
zu schaffen, die nur einen einzigen Kraftantrieb zur Betätigung ihrer verschiedenen
Teile aufweist.
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Weiter will die Erfindung eine Verschließvorrichtung für das Kartonoberteil
(Kopf-Verschließvorrichtung) schaffen, die auf alle Kartonlaschen die gleiche vorgegebene
Versiegelungskraft ausübt, auch dann, wenn die Laschen in der Dicke von der vorgeÓebenen
ormabweichen,uiiddieo.-mecksicnt1 kleinere Schwankungen in der Höne der Kartons
läckenlos disnte Verschlüsse zustandebringt.
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Bei der Verschließvorrichtung sind erfind@@@@sgemäß alie Vorrichtungselemente,
die den Verschluß zustandebringen, oberhalb der kartons aufgehängt, Ferner sieht
die Erfindung einen Steuernocken mit mehreren Steuerflächen vor, der die Beweguig
aller Elemente einer Kopf-Verschnließvorrichtung aufgrung eines bestimmten Steuerausscnlages
lenkt.
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Die Losung dieser und a : derer Aurgabrn, sowie weitere Merklaale
und Vorteile der Erfindung @ehen aus der @acnfolgenden Beschreibung anhand der beigefägten
Zeichnungen hervor.
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« zeigen : Fig. 1 einen Schnitt in Querrichtung durch eine doppelbahnige
Kartonform-und fUllvorrichtung Mit der erfindungsgemäßen Yersohließvorrichtung für
das Kartonoberteil, wobei einige Teile gebrochen, andere im Schnitt dargestellt
eindg Fig. 2 eine Seitenansicht der Verschließvorrichtung, mit Blickrichtung gemäB
der Pfeile 2-2 der Fig. 1, wobei eine Rahmenkonstruktion weggelassen ist; Fig. 3
eine vergrößerte perspektivische Ansicht mit auseinandergezogehen Teilen, die einen
mehrfläohigen Steuernocken zur Steuerung aller beweglichen Teile der Vorrichtung
von Fig. 1 zeigt; Fig. 4 einen vergrößerten Vertikalschnitt nach der Linie 4-4 der
Fig. 2, der den Mechanismus zur Halterung und zur Betätigung der als Widerlager
dienenden Ambosse der Kopf-Verschließvorrichtung darstellt, wobei einige Teile weggelassen,
andere gestrichelt gezeigt sind; Fig.5 eine perspektivische Ansicht des Druckwiderlagers
der Fig.4; Fig. 6 eine vergrößerte Seitenansicht der linken Seite des mehrflachigen
Steuernockens der Fig.3 in Wirkstellung verbunden mit einem der Funktionselemente
der kolf-Verschließverrichtung, wobei einige Teile der Versohließvorrichtung entfernt
sid ; Fig.7 eine vergröserte Seitena@sicht der rechten Seite des ehrfl@chigen Steuernockens,
der in Wirkstellung mit and@re@ @@nktionsereuerten der Vorrichtung verbunden dargestellt
ist,
wobei einige Teile der Vorrichtung weggelassen sind; Fig.8einenvergrößertenQuerschnittdurchdasEndedesmehrfläohigen
Steuernookens, der mit wieder einem anderen Funktionselement der Vorrichtung im
Eingriff ist, wobei einige Teile weggelassen, andere im Schnitt oder gestriohelt
dargestellt sind ; Fig. 9, 10 und 11 Ansichten während des Betriebs, die fortschreitend
Stellungen gewisser Elemente der Verschließvorrichtung relativ zu einem Karton veranschaulichen,
wobei die Ambosse der Anschaulichkeit halber weggelassen sind; Fig. 12 ein Schema
der hydraulischen Anlage ftir die Kopf-Verschließvorrichtung; Fig. 13 einen vergrößerten
Schnitt durch die Mitte eines hydraulischen Vierwegventils ftir die hydraulische
Anlage der Fig. 12t Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt durch die Mitte eines der
Gesohwindigkeitssteuerventile für die hydraulische Anlage der Fig. 12; Fig. 15 ein
Diagramm,dasdiezeitlicheAbstimmungderverschiedenen Funktionaalamente der Kopf-Verschließvorrichtung
veranschaulicht; Fig. 16 einen Querriß des Rahmens, der die Kopf-Verschließvorrichtung
trägt; Fig.17 eine Seitenansicht des Rahmens der Fig.16; Fig. 18 einen Horizontalsclmitt
nacll der Linie 18-18 der Fig. 17.'
Die erfindungsgemäße Kopf-Versohließvorriohtung
2o (Fig.1 und 2) soll in einer Einrichtung zum Formen und Füllen von Kartons wie
sie in der erwähnten älteren deutschen Patentanmeldung beschrieben ist, die dort
offenbarte Versohließvorrichtung ereetzen* In der Machine gemäß dieser älteren deutschen
Patentanmeldung F 40 463 werden zwei Reihen von Kartons, die aus einem thermoplastischen
Sohichtmaterial geformt sind, schrittweise durch mehrere Stationen vorgeschoben,
wo sie nacheinander aufgerichtet, mit milch oder ähnlichen zu verpackenden Produkten
gefüllt und auf eine solche Temperatur erhitzt werden, daß das thermoplastische
lüaterial an den aneinandergesohmiegten Flächen des Kopfverschlusses auf eine bestimmte
Bindetemperatur erwärmt wird, bevor es zur Versohließstation gelant.
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Sobald die Kartons an der Verschließstation eintreffen, werden die
versohiedenen Laschen und Lappen des Kopfverschlusses in eine Verschlußstellung
umgebogen und in dieser Stellung unter einer. ziemlichen Kraft gehalten, bis die
Oberflächen sich miteinander verbunden haben und so einen flüssigkeitsdichten Verschluß
bilden. FUr die hier nicht im einzelnen beschriebenen Teile der Kartonform-und-füllmasohine
wird auf die erwähnte Patentanmeldung verwiesen Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, kann
die erfindungsgemmäße Kopf-Verschließvorrichtung 2o zwei Reihen L1 und L2 von Behältern
0 bedienen, die von endlosen Förderern 21 bzw.22 schrittweise in die Kartonversohließstation
8 vorgeschoban werden. Die Förderer 21 und 22 werden in Richtung des Pfeilee A der
Fig. 2 derart intermittierend angetrieben, daß sie sohrittweise die Kartons in den
Bahnen L1 und L2 der Reihe nach zur
VerschlieBstation S befUrdern.
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Jeder Pörderer 21 und 22 twist mehrere Glieder 23 (Fig. 1) auf, an
denen flache horizontale Teller 24 zur Aufnahme der Kartons befestigt sind, die
mittels seitlicher Rollen 25 entlang Schienen 26 und 27 geführt werden. Die Schienen
26 und 27 sind am Rahmen 28 der machine in einer bestimmten Hohe befestigt, so daß
die exakte Hoche der Teller 24 und der Kartonböden genau festgelegt ist. An den
Tellern 24 sind in abstanden senkrechte U-förmige Mitnehmerbügel 29 festgemacht,
die dazu dienen, die Kartons in n Abständen längs der Förderer genan in Stellung
zu brises Die Förderer werden in Dreisekunden-Intervallon schrittweise vorwlrtsbewegt,
und zwar derart, daß die Kartons 6/10 Sekunden brauchen, um von einer Station zur
benachbarten Station zu laufen, und an der Kopf-Verschließstation S annähernd 2
4/10 Sekunden lang stationär gehalten werden.
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Wie dies geschieht, ist in der erwähnten Anmeidung genan besohrieben.
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Da die beideii Teile der Kopf-Verschließst'uion 20, die der Bahn
L1 bzw. der Bahn L2 zugehören, gleich sind, werden die Einzelteile in jeder Bahn
mit denselbe@ Bezugsziffern bezeichnet. I) ie Seschreibung der an einem Karton der
einen Bahn angreifenden Elemente gilt auch fUr die Konstruktion und Betriebsweise
der Elemente für die andere Bahn. Die Kopf-Verscnliebvorrichtung 2o der Erfindung
wird gleichzeitig a z@ ei Kartons, und zwar an einem Karton auf jeder Bahn, tätig.
Zuerst faltet die Vorrichtung 2o die verschiedenen erhitzten Lappen, Laschen und
Zungen des Kcpfverschlussea 3o eines Kartons zusammen, wie
dies
schrittweise in den Fig.9, 10 und 1 veranschaulicht ist; dann legt sie einen Druck
an die gefalteten Teile an, um diese an die Ambosse 31 und 31a (Fig. 4) fest anzuschmiegen
und flüssigkeitsdich miteinander zu versiegeln. Hierzu werden die Ambosse ein StUck
weit unter die erhitzten Versohlußteile eingesohoben.
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Die Kopf-Versohließvorrichtung 2o (Fig.1 und 2) ist in der Station
S an. einer hoher gelegenen Stelle an zwei beabstandeten Querträgern 34 und 35 gehaltert,
die mit den oberen Xnden zweier Stützen 36 und 38 versohraubt sind, welche ihrerseits
auf dem maschinenrahmen aufgeschraubt sind. Die Kopf-Verschließvorrichtung 20 weist
einen Stützrahmen 40 auf, dessen oberer Ast 42 sich oberhalb und dessen unterer
Ast 44 sich unterhalb der QuertrEger 34 und 35 erstreckt. Der obere Ast 42 hat einen
oberen gewölbten Hohlraum 43 (Fig*2), der einen hydraulischen Druckzylinder 48 aufnimmt,
und einen unteren gewölhton Hohlraum 5o, in dem ein mehrflächiger Steuernooken 52
unergobraoht ist.
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Der untere Ast 44 des Stützrahmens 4o ist in den Fig.16-18 genauer
dargestellt. Zu ihm gehören: Zwei kurze Wandteile 45, die eine gefluchtete Öffnung
45a enthalten, weiter zwei beabstandete Wandteile 46 mit gefluchteten Löchern 46a}
zwei Arme 47 mit ausgerichteten Öffnungen 47a, ein Auge 49 mit einem Loch 49a, yin
Auge 51 mit einem Lcoh 51a und endlich zwei Arme 53 mit gefluchteten Öffnungen 53a.
Der untere gewölbete Hohlraum 50 wird von den hrmen 47 gebildet.
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Ein vichtiges Merkmal der Erfindung betrifft die Anordnung, mit der@aile
Funktionselemente der Verscnließvorrictung 20
von einem einzigen
mehrflächigen Steuernocken 52 betätigt werden, der seinerseits von einer einzigen
hydraulischen Druckzy-I lindereinheit 48 betrieben wird. Mit Hilfe dieser Anordnung
sind die Schwierigkeiten in der zeitlichen Abstimmung der einzelnen Elemente der
Verschließvorricntung beseitigt und die Druck- und Gesc windigkeitserfordernisse
lassen sich auf einfache Weise steuern durch Regulieren des Drucks und der Strömungsgeschwindigkeit
des hydraulischen Mediums, das in den Dmokzylinder 48 strömt. sAie aus den Fig.
1 und 2 ersichtlich, ijt der Druckzylinder 48 an seinem unteren Ende mit dinem Zapfen
68 verbunden, der im oberen Ast 42 des Stützrahmens 40 drehbar gelagert ist.
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Die Kolbenstange 70 der Drdczylindereinheit 48 ist mittels eines Bolzens
72 an einem Bügel 74 (Fig.3) an elenkt, der von zwei mit einem Loch versehenen Ans@tzen
75 gebildet wird. sieste sind, beispielsweise durch Verscnweißen, mit einem im wesentlichen
zylindrischen Körper 76 (Fig.3, @ und 7) des mehrflächigen Steu. ernockens 52 fest
verbunden.
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Der Hockenkörper 76 ist drehbar @uf einer Acnse 78 gelagert, die
derart an dem oberen Ast 42 des Stätzrahmens (Fig.1 und 2) befestigt ist, daß der
@ochen 52 in dem Hohlraum 50 des Stützrhmens 40 zu liegen kormt. wie die Fig.3,
4 und 5 zeigen, weist der Steuernocken 52 zx, ei xurve rve-scneioen üo und 82 auf,
@uf, in denen Kurvennuten 82a und 80a gebildet sind. Die Kurverscheiben 80 und 82
sind m. ttells kopfschrauben83a, 83b und 83c auf eine Ringfläohe 84 des Steuernockens
aufgescnraubt. Es ist Vorsorge getroffen fer eine geringfügige Wi@kelverstellung
der Kurvenscneiben 80 und 82 ge@enüber dem@y@@@driscnen Kö@er
76,
indem die Löcher in den Kurvensemeiben 80 und 82, durch die die Kopfschrauben 83a
und 83b durchtreten, etwas überdimensioniert sind, so daß die Kurvenscheiben um.
die Kopfschrauben 83c mittels Verstellsohrauben 86 verrückt werden können. Wie aus
Fig.4 ersichtlich, ist jede Schraube 86 in die eine Kurvenscheibe eingeschraubt
und drückt mit ihrem Kopf ge@en die andere Kurvenscheibe. Wenn die Einstellung vorgenommen
ist, werden die Schrauben 86 in ihrer Stellung mittels Gegenmuttern 88 festgelegt
und die Kopfschrauben werden angezogen, um die Kurvenscheiben 80 und 82 fest mit
dem Nockenkörper 76 zu verbinden.
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Nach dieser anfändlichen Einstellung sollten keine weiteren Verstellungen
mehr nötig sein, solange dienasonine lebt.
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Der mehrflächige Steuernocken 52 weist auch noch einen zylindrischen
Nockenabschnitt 92 auf, der dazu dient, einen Faltstempel 56 und eine Verschließleiste
60 zwischen den in den Fig. 7 und 11 gezeigten Lagen zu verschieben. Der zylindrische
Nockenabschnitt 92 hat in seinem Umfang eine S-förmige Steuernut 94 und ist mittele
Schrauben 96 mit dem Nockenkorper 76 starr verbunden.
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In einem weiteren zylindrischen Nockenabschnitt 98 (Fig.3 und 6)
ist eine S-förmige Nut 100 gebildet. Dieser Uockenabschnitt ist auf der de Abschnitt
92 gegenüberliegenden ocite des zylindrischen Körpers 76 mit Kopfschrauben 102 festgemacht.
Der Nockenabschnitt 98 dient dazu, einen vordere Haltestempel 58 zu steuern, wie
später noch genauer beschrieben wird.
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Der mehrflächige Steuernocken 52 weist ferner eine Kurvenscheibe
104 (Fig.3 und 8) zur Drucksteuerung auf, durch die an die VerschlieBleiste 6o der
Versiegelungsdurck angelegt
wird. Die Kurvenscheibe 104 hat eine
gekrümmte Steuerkurve 106, in deren einer Oberfläche eine Nut 1o7 zur Aufnahme einer
Rolle vorgesehen ist. Die Kurvenscheibe 104 ist mit Kopfschrauben 11o an einem Ringflansch
108 (Fig.3) des Nockenkörpers 76 festgemacht. Die Kopfschrauben sind durch Schlitze
112 in dem Ringflansch 1o8 gesteckt und in Gewindebohrungen 113 der Kurvenscheibe
104 eingeschraubt. Zur genauen winkeljustierung der Eurvenscheibe dient eine Stellschraube
114, die sich Lit inrem Kopf gegen ein flaches Oberflächenstuck der Kurvemscheibe
1o4 anlegt und in ein Loch eines Auges 116 eingeschraubt ist, das von dem Flansch
1o8 nach außen absteht. Die Steilscnraube 114 wird mit einer Schraubenmutter 118
festgelegt. Nachdem die anfändliche Einstellung vorgenommen ist, wird die Kurvenscheibe
1o4 durch die Kopfschrauben 110 und die Stellscnraube 114 starr mit dem Flansch
108 verbunden und dann sollte während der Lebensdauer der Maschine keine weitere.
Einstellung mehr erforderlich sein.
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Ein wiclitiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ambosse
31 und 31a wie auch die anderen Fünktionselemente der machine oberhalb der Bahn
der Kartons derart gehaltert sind, daß keine Justierungen zwischen den Ambossen
und den Ebrigen Elementen der Vorrichtung vorgenommen werden mässen, auch wenn sich
die Höhe der zu verschließenden Kartons von einem zum anderen etwas ändert.
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WYie aus den Fig. 4 und 5 deutlich zu clive Ambosse 31 und 31a mittels
Klemmblöcken 124 an den unteren Enden der Arme 62 bzw. 64 sta : rr befestigt. Die
Klemmblöcke 124 sind mit einer Kopfschraube 126 an dem unteren Ende inres zugehörigen
Armes
festgemecht und klemmen die Ambosse 31 bzw. 31a dadruch in einem Schlitz 128 des
Armes ein. Um die Wärme von den Ambossen 31 und 31a abzuleiten, sind die Klemmblöcke
im Inneren mit Kühlkanälen (nicht dargestellt) versehen, durch die das Kühlwasser
aus biegsamen Schläuchen 130 zirkuliert.
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Der Arm 62ist mit einer Öffnung versehen und mittels eines Zapfens
132 schwenkbar befestigt, der durch das Loch 51a (Fig.17 und 18) im unteren Ranmenast
44 tritt. Auch der. Arm 64 hat eine Ausnehmung zur Aufnahme des. Auges 49 an. unteren
Rahmenast 44 und ist mittels eines Zapfens 134, der sich durch das Loch 49a erstreckt,
an diesem Ast sclmaenkbar gelagert. An dem oberen Ende des Arms 62 ist ein abgesetzter
bolzen 138 befestigt, an dem eine Kurvenrolle 136 gelagert ist, die in der Kurvennu.
t Boa abrollt. Entsprechend ist eine weitere Kurvenrolle 139 an einem abgesetzten
Bolzen 14o gelagert, der an dem oberen Ende des Arms 64 sitzt. Diese Kurveiirolle
läuft entlamg der Kurvennut 82a. Durch eine Drehung des mehrflächigen Steuernockens
52 über einen Winkelbereich von 80° entgegen dem Uhrzeigersinn in 1'i,. 4 bewegen
sich folglichdieAmbosse31und 31a aus ihrer ausgezogen gezeichneten Lage, wo sie.
in einem Abstand außerhalb der Bahn des Kartons 0 stehen, in die gestrichelt dargestellte
La, e. In dieser STellung liegen die Laschen abstützenden Oberflächen 142 der Ambosse
31 und 31a innerhalb ver zahnter Teile des Kopfverschlusses und so, daL sie gewisse
Lappen und Lachen des Verschlusses unterstützen.
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Um den ko@fverschluß 30 des Kartons in der Verschließ station S in
die richti@e Lage zu bringen, sind Führungsschuhe 144 (Fig.5) vorgesehen, deren
Endteile 146 nach außen divergie--rer. Die Führungsse@@@e sind @@ @@sätsen 148 Testgeschraubt,
die
von den Unterenden der Arme 62 und 64 nach beiden Seiten vorstehen und mit den Armen
ein Stick bilden. Der Abstand' zwischen den beiden- Führungsschuhen 144 eines jeden
Armes ist etwas größer als die Breite des Kartons, so daß der Tarton an der Station
S längs se-ner Bewegungsrichtung genau erfaßt und zentriert vrird. An der Inrienseite
der Arme 62 und 64 ist neben jedem Führungsschuh 144 je ein Ausrichtblock 150 angeordnet,
Diese Blöcke erfassen die angrenzenden Wände des Kartons und zentrieren diesen in
Querrichtung des zugehörigen Förderers, wenn die Ambosse 31 und 31a in die gestricnelt
gezeichnete Stellung der Fig.4 wo sie die Laschen abstützen, überführt werden. Auf
der die Laschen abstutzenden Fllche jedes Ambosses sind Ausrichtstifte 152 vorgesehen,
die die Außenkante bestimm-Z LU. 1 ter Lappen und Laschen erfassen und diese relativ
zu verschließenden Kartonkörper rechteckig ausrichten.
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Der Faltstempel 56 (Fig. 6 und 7), der vorderer haltestempel 58 und
die Verschließleiste 60 entsprechen praktisch den in der erwähnten Patentanmeldung
offenbarten Teilen und arbeiten auch in gleicher Wises. Die spezifischen Einzelheiten
dieser an dem Karton angreifenden Teile sind also nicht gegenstand der Erfindung.
Die Neuheit der Erfindung liegt vielmehr in der Vorrichtung zur Betätigung dieser
Funktionselemente.
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Um die Betriebsweise der Kopf-Verschließvorrichtung besser verständlich
zu machen, werden diese Elemente jedoch im folgenden kurz beschrieben.
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Der Faltstempel 56 (Fig.6, 7 und 8), der vordere Haltestenlpel 58
und aie Verschließleiste 6o sitzen alle auf einer t. elle 156, die in den Armen
47 (Fig. 17) aes unteren @
menastes 44 gelagert ist. Die Welle
156 erstreckt sich quer zu den Förderern 21 und 22 durch die Öffnungen 47a und liegt
an der Station S oberhalb eines Kartons C. An dem einen Ende der Welle ist ein Bund
162 (Fig. 8) und an dem anderen Ende die Nabe eines Hebels 164 aufgeschraubt, die
sich gegen die Arme 47 anlegen, sa daß die Welle gegen eine axiale Verschiebung
gesichert ist.
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Der Faltstempel 56 (Fig. 9, 10 und 11) ist derart angeordnet, daß
er eine schmale Zunge 165 an dem Vorderlappen 165a des Kartons erfaßt, wenn dieser
in die Veraohließstation einläuft, und fortschreitend den Lappen nach unten umbiegt,
wie dies die Fig. 9-11 zeigen.
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Der Faltstempel 56 weist zwei Arme 166 (Fig. 8) auf, die auf der'icelle
156 gelagert sind und die je zwei Nasen 168 und 170 (Fig. 9) haben, in welche Iwadenschtauben
172 und 174 eingeschraubt sind, die in der justierten Stellung von Gegenmuttern
176 festgelegt werden. Jeder Arm 166 hat einen Vorsprung 178, der nach unten ragt.
Uber bügel die unteren Enden der Vorsprunge 178 reicht ein Faltstempel/56a (Fig.
1). \wie am besten aus den Fig.. 1o und 11 ersichtlich, ist zwischen einem Ausleger
182 und einer durchlöcherten Verlängerung 184 an einer der Nasen 168 eine Feder
18o eingespannt. Der Ausleger 182 ist an einer Längsstrebe 183 (Fig. 16) des unteren
Rahmenastes 44 festgeschraubt. Die Feder 18o zwingt in Normalstellung den Faltstempel
in eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn bezogen auf die Fig.9-10.
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Der vordere Haltestempel 58 (Fig. 6, 8 und 9) hat die Aufgabe, den
Vorderlappen 165a des Kopfverschlusses 30 zu erfassen
und in einer
Schräglage zu halten, wenn der tarton die Sohließstellung in Station S erreicht
hat (aiehe Fig. 10).
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Der vordere Haltestempel 58 weist zwei Bunde 19o und 192 (Fig. 8)
mit je einem Arm 194 (Fig. 6) bzw. 196 (Fig.7) auf.
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Zwischen den Armen 194 und 196 ist ein Joch 198 angeordnet, das mit
den Armen ein Stück bildet. Von dem Joch 198 ragen zwei Arme gooa und 2oob (Fig.
6 bzw. Fig.7) nach außen, mit denen eine Stange 2o2 fest verbunden ist. Lie Stange
2o2 trait drei selbsttätig blockierende Madenschrauben 204. Wie Fig.10 zeigt, lassen
sich die Schrauben 204 nach Wunsch verstellen, um den Vorderlappen 165a in die richtige
Lage zu bringen, wenn der Karton in der Schließstation S ist.
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Die Verschließleiste 60 (Fig.8-110 dient dazu, den Hinterlappen 21o
und eine breite Zunge 212 Eu, oberen Ende des Lappens 21o in die Schließstellung
umzubiegen, wie dies fortschreitend in den Fig. 10 und 11 veranachaulicht ist, und
anschließend sich abzusenken, um auf die Kopfverschlußteile, die zwischen der Verschließleiste
6o und den Ambossen 31 und 31a liegen, eine Versiegelungskraft auszuüben, die den
Kopfverschluß abdichter.-Die VerschluBleiste 60 (Fig.8-11) ist an einem zentralen
rechteckigen Stück 214 der Welle 156 derart genaltert, daB sie sich mit der Welle
156 mitdreht und um eine kurze trekke vertikal zu dieser verschieblich ist, wenn
sie die in mi. 8 gezeigte Stellung einnimmt. Die Verschließleiste 60 weist einen
Hauptkörper 216 auf} in dessen oberem Lnde ein in senkrechter Richtung offener rechtwinkeliger
Querschlitz 218 gebild et ist, der den rechteckigen Teil 214 14 der Welle 156 im
Gleitsitz aufnimmt.
In einer der Wände, die den Schlitz 218 begrenzen,
ist ein Vertikalschlitz 22o vorgesehen, der eine Rolle 221 aufnimmt, die drehbar
mit dem Schaft 214 verbunden ist, und die Versohließleiste 6o bei der vertikalen
Bewegung gegenüber dem Schaft führ.t Mit dem Körper 216 ist eine Abschlußplatte
222 verbunden, beispielsweise verschraubt, die nach außen ragende Ansatze 223 hat
und das obere Ende des Schlitzes 218 abdeckt. Zwei Druckfedern 224, von denen in
Fig.8 nur eine gezeigt ist, sind zwischen der Abschlußplatte 222 und dem rechteckigen
Stück 214 der Welle 156 angeordnet. Sie drücken in Nornalstellung die Verschließleiste
gegenüber der Welle nach oben. Auf das untere Ende des Körpers 216 ist ein Versiegelungssohuh
226 aufgesohraubt, der zum Zweck einer besseren Abdiahtung eine herausgearbeitete
Oberfläche ausweist. Er ist mit einem abgewinkelten Flansch228 versehen, der dans
balte und Ausrichten des hinteren Lappens 210 unterstützt.
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Um die Verschließleiste 60 zu kühlen, wird Kühlwasser durch Schläuche
230 und 232 (Fig. 8) geleitet, die an einen KWhlkanal 234 im Inneren des. Körpers
216 angeschlossen sind.
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Um den Faltstempel 56, den vorderen Haltestempel 58, die Verschließleiste
6o und die Ambosse 31 und 31a zu betätigen und um den Versiegelungseurck an die
Verschließleiste 60 anzulegen, stehen diese Elemente über zweckmäßige Verbindungsglieder
in Steuerungsverbindung mit dem mehrflächigen Steuernocken 52.
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Wie Fig. 6 erkennen läßt, it der vordere Haltestempel 58 an den einen
Ende eines Teleskopgliedes 238 um einen Bolzen 240 angelenkt. Das andere Ende des
Gliedes 238 ist mittels eines Bolzens 244 mit dem einen Ende eines Winkelhebels
242 gelenkig
verbunden. Der Winkelhebel 242 sitzt drehbar auf einer
Aßhae 246, die in dem Loch 46a (Fig. 17) in den Wandteilen 46 des unteren Astes
44 des Stützrahmens 40 festgelegt is.t An dem anderen Ende des Winkelhebela 242
ist eine Nookenrolle 248 gelagert, die in der S-fbrmigen Steuerkurve loo des mehrfläohigen
Steuernockens 52 abrollt. Bine Abwärtsbewegung der Kolbenstange7overursachteineDrehungdesWinkelhebels
242 im Uhrzeigersinn (Fig. 6). Als Folge wird der vordere. Haltestempel 58 entgegen
dem Uhrzeigersinn aus seiner in Fig. 6 gezeigten Ruhestellung in seine in den Fig.
lo und 11 gezeigte aktive Stellung überführt.
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Die Versohließleiste 60 wird durch eine bewegung des Steuernookens
52 aus ihrer inaktiven Stellung der Fig.7 in ihre aktive Stellung der Fig. 11 geschwenkt
mit Hilfe eines Winkelhebels 254 (Fig.7). Dieser Winkelhebel sitzt drehbar auf einer
Achse 256, die in den Lbehern 45a der kurzen Wandteile 45 des Rahmenastes 44 festgelegt
ist. An dem einen zende des Winkelhebels 254 ist eine Nockerirolle 258 gelagert,
die i. der S-förmigen Steuernut 94 entlanggleitet. Am anderen Enden des Winkelhebels
ist ein ausziehbares Glied 260 angelenkt, das mit dem freien Ende des Hebels 164
mittels eines Bolzens 264 gelenkig verbunden ist.
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Die Bewegung des Faitatempele 56 wird durch den mehrflächigen Steuernocken
52 gesteuert, aber in einer indirekten Weise. Wie die Fig. 9 zeigt, häl die Feder
180 noralerweise den Faltstempel 56 in die Bahn des Kartons hinein, wobei diegenaue
Lage des Faltstempels durch den Anschlag der madenschrauben 172 gegen die Ansätze
223 der Abschluß@latte 222 der Verschliebvorrichtung
begrenzt
wird. Wenn der zu verschließende Kaxton in die Schlißstatîon S einläuft, trifft
er auf den Faltstempel 56 und verachwenkt diesen in die in Fig.10 gezeigte Stellung,
bei der die Madenschrauben 174 an anderen Flache der Ansätze 223 anstoßen und damit
die Bewegung des Faltstempels 56 beenden. Dabei wird die schmale Zunge 165 des Kartons
in die in Fig.10 gezeigte Lage umgefaltet. Während die Zunge 165 in dieser LaEe
festgehalten wird, wird die ießleiste 60 duroh eine weitere Winkelverdrehung des
Steuernockens 52 in ihre in Fig. dargestellte vertikale Schließstellung gebracht.
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Wie die Fig.7 erkennen läßt, bewirkt eine Abwlrtsbewegung der Kolbenstange
7o eine Verschwenkung des Winkelhebela 254 im Uhrzeigersinn und eine Drehung der
Welle 156 entgegen dem Uhrzeigersinn n und bewegt die Verschlisßleiste 60 nach unten.
Wenn die Versohließleiefe60naonuntenläuft,laufendieAnsätze223neoh' oben, wie die
Fig.11 zeigt, treffen auf die Madenschrauben 172 und schwenken den Faltstemel 56
entgegen den Uhrzeigersinn von dem Karton weg. Der Faltstempel 56 ist also in einen
beschränktem Maß relativ zu der Verschließleiste 60 verschwenkbar, wird aber van
dem mehrfläcnigenSteuernocken52aufdemWegüberdie Verschließleiste60betätigt.
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Nachdem die Verechliejßleiste 60 ihre vertikale Falt-' und Verschließstellung
der Fig.11 eingenommen hat, bewirkt die Weiteruewegung des mehrflächigen Steuernockens
52 bis zum Ende seines durchlaufenden viinkelbereiches von 80° entgegen dem Uhrzeigersinn
(Fig.8) in die in Fig. 8 gezeigte Laye, daB die Verschließleiste 60 unter den Versiegelungsdruck
gesetzt wird.
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Dieser Druck wird vom Ende 106b der Steuerkurve 106 in der Survenscheibe
1o4
aber einen Hebel 268 (Fig. 8) auf die Abschlußplatte 222 übertragen. Das eine zende
des Hebels 268 ist mit zwei Armen 253 (Fig.17 und 18) des Rahmenastes 44 gelenkig
verbunden mittels eines Bolzens 270, der durch das Loch 53a tritt.
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An einem Bolzen 274, der mit dem XeDel aut dessen Mittelteil verbunden
ist, ist ein NookenatöBel 272 gelagert, der auf der Abschlußdatte 222 anliegt. Ara
anderen Ende des Heuels 268 ist ein weiterer NookenstöBel 276 gelagert, der in der
Steuerkurve 106 abrollte Weiter ist an dem Hebel 268 noch eine Rolle 278 zum Anheben
des Hebels gelagert, die auf der unteren gekrümmten Fläche 106a der Steuerkuve abrollt
und dabei den Nockenstößel 272 ständig oberhalb des Kopfes der Verschließleiste
60 hält, ausgenommen die Zeitspanne, wo die Rolle in der Vertiefung 1o7 läuft und
wo die Verschlieileiste den Versiegelungsdruck auf die Kartonlappen ausüt. Fig.6
läßt de@tlich erkennen, daß die Anhebrolle 278 in der Vertiefung 107 liegt, wein
das Ende 106b der Steuerkurve 106 mi o6 mit Nockenstößel 276 in Berährung kommt
und den erforderlichen Versiegelungsdruch überträgt.
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Um den einzigen hydraulische Kraftantrieb 48 (Fig. 12) zeitlich abgestimmt
mit der Bewegung der Förderer 21 und 22 au betätigen, ist ein Vierweg-Steuerventil
V vorgesehen. Das Ventil 1 V wird von einem Nocken 281 betätigt, der auf einer in
fig. 2 schematiBch angedeuteten Steuerwelle 282 verteilt ist.
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Die Steuerwelle führt für jeden dchrittvorschub der Forderer 21 und
22 eine volle Umdrehung aus. Der Antrieb für die Förderer 21 und 22 und Sür die
Steuerwelle 282 ibt in der erwähnten früneren Anmeldung genau beschrieben, auf die
hiermit bezüglich einer eingehenden Erläuterung der Antriebsteile verwiesen wird.
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Das Ventil V und der hydraulische Druckzjlinder 48 sind in einer
hydraulischen Analge 283 (Fig.12) enthalten, die außerdem eine Pumpe 284 aufweist,
die von einem Motor 286 über einen Treibriemen 287 angetrieben wird. Die Pumpe 284
saugt eine hydraulische Flüssigkeit aus dem Sumpf 288 an und schickt diese unter
hohem Druck durch eine Zuleitung 289. Nachdem die Flüssigkeit den Druckzylinder
48 durchströmt hat, fließt sie in den Sumpf 288 über eine Ruckleitung 291 zuruck.
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Wie schon erwähnt, wird die Strömungsrichtung der hydraulischen Flüssigkeit
zum Druckzylinder 48 von dem hydrp. u-'lischenVierweg-VejKt'i'VgesteuerteDe-GeschwindigkeitderEoc'
benetange 7o beim Vor-und Rückhu wird von zwei GesclmwindigkeStssteuerventilen CV
gesteuert, von denen je ein Ventil in jeder Verbindungsleitung des Druckzylinders
48 mit den Leitungen 289 und 291 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die hydraulische
Flüssigkeit ungehindert in den Druckzylinder eintreten, ihr Abfluß wird aber in
einem bestimmten ten Maß gedrosslt.
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Das Viurweg-Ventil V ist sohematisoh in Fig.13 dargestellt. Es umfaßtein.Gehäuse.2,indem.ein.Schieberg-leitet.
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Eine zwischendeSchieber,unddemGehLuseangeordneteFeder296. drückt
normalerweise einen Nockenstößel 297, der an dem einen Ende des Schiebes gelagert
ist, gegen den ncoken 281. Eine Uberdurckleitung 299 führt von einer Öffnung 298
zur Uberdruck-Zuleitung 289. Eine weitere Öffnung 3o1 ist über eine Niederdruokleitung
3o2 mit der Rückleitung 291 verbunden. Die Öffnung 298 steht entweder mit einem
geradlinigen Druchlaß 303, der durch die Schiebermitte verläuft, oder mit eifern
schrägen Druchlaß 304, der am U@fang des zylindrischen Schicbers entlangläuft, in
Verbindung.
In gleicher Weise steht die Öffnung 3o1 entweder in<
Verbindung mit einem geradlinigen Druchlaß 306 oder mit einem schrägen Durchlaß
307, der am fang des Schiebers 294 auf der' dem Durchlaß 3a4 entgegengesetzten Sohieberseiteausgebildet
ist. Mit dieser Anordnung kanndieDruckflussigkeitwahlweise durch Öffnungen 308 und
3o9 in das Gehäuse 293 gelangen. Die Durchlässe 303, 304, 306 und 3o7 sind selbständige
Durchlässe, die nicht miteinander in Verbindung stehen.
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Die beiden Geschwindigkeitssteuerventile OV (Fig.14) weisen jeweils
ein Gehäuse 317 mit einem geradlinigen Durchlaß 318 auf. In einem erweiterten Teil
319 des Durchlasses 318 ist ein Kugelabsperrventil 321 untergebracht, das auf einem
Sitz 322 ruht, um ein Abfließen von Flüssigkeit durch den Durchlaß 318 nach unten
(Fig.14) zu verhindern. Das Ventil gestattet jedoch ein Abströmen der Flüssigkeit
durch den Durchlaß 318 nach oben (Fig. 14). Eine U-fbrmige Steuerleitung 323 im
Gehäuse 317 umgeht die Ventilkugel 321 und verbindet die entgegengesetzten Enden
des geradlinigen Durchlasses 318 miteinander.
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Ein einstellbares Nadelventil 324 wirkt mit dem kegelstumpfförmigen
Sitz 326 in der dteuerleitung zusammen, um die abwärtsgerichtete (Fig.14) Flüssigkeitsströmung
einzuengen und dadruch die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolpenstange 70. des zugehörigen
Druckzylinders 48 zu steuern. Das Nadelventil kaiin so eingestellt werden, daß die
erforderliche La@fgescnwindigkeit der Kolbenstange 7o des Druckzylinders 48 eingehalten
wird. Die beiden Geschwindigkeitssteuerventile CV sind derart angeor@iet, daß die
oberen 3ffnungen 327, und nicht die unteren Öffnungen 328, mit den zugehörigen Enden
des Drucksjlinuers 48 verbunden sind.
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Wie in Fig.12 gezeigt, verbindet eine Leitung 331, in der das eine
Geschwindigkeitssteuerventil CV und ein Entlüftungsventil R angeordnet sind, das
obere Ende des Druckzylinders 48 mit der Öffnung 309 in dem Ventil V, und eine weitere
Leitung g 332, in der das andere GeschwindigkeitssteuerventilCVliegt,verbindetdasuntereEnde
des Druckzylindera 48 mit der Öffnung 308 in dem Ventil V.
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Die Steuerung der verschiedenen Funktionselemente der erfindungsgemäßen
Vorxiohtung 2o zum Verschließen n der Eartonoberseite (Fig.8-11) wird nun an Hand
des Steuerdiagramms der Fig.15 erläutert. Wie aus Fig.15 ersichtlich, benötigt ein
volles Arbeitsspiel 3 Sekunden, um den Kopfverschluß eines Kartons zu versiegeln.
Von diesem 3-sec-Arbeitszyklys brauchen die Förderer 21 oder 22 o. 6 Sekunden, un
einen zu versohließenden Karton in die VersohlieBstation zu befördern. 2.4 Sekunden
lang bleibt der Karton in der Versohließstation. Das Diagramm der Fig.15 zeigt ferner,
daß der kontinuierlich rotierende Zeitgebernocken 281 (Fig.12) das Ventil V o. 6
Sekunden nach Beginn des Abeitsspiels verschiebt, so daß die Drukflüssigkeit zum
oberen Ende des rruokzylinders 48 strömt. Das Gesohwindigkeitasteuerventil 0V in
der Leitung 332 ist derart eingestellt, daß die Kolbenstange 7o ihren vollen Abwlrtshub
in o. 5 Sekunden durchlauft und dabei den mehrflächigen Steuernocken 52 entgogen
dem Uhrzeigersinn um 80° in die in Fig. 8 gezeigte Stellung dreht. Darauf bleibt
der Druokzylinder 1. 4 Sekunden lang in dieser Stellung, bevor das Ventil V von
dem Zeitgebernocken 281 in seine ursprungliche Stellung zurückgeführt wird, wobei
die Kolbenstange 7o zu ihrer oberen Ausgangelage zurückläuft und bewirkt, daß sich
der Steuernocken 52 und 80° im Uhrzeigersinn
dreht und zu seiner
Ausgangslage der Fig.1 zurückkehrt. Das Geschwindigkeitssteuerventil CV in der Leitung
331 wird so einreguliert, daß die Kolbenstange für ihren Rückhub in ihre oberate
Stellung o. 5 Sekunden bendtigt Damit ist der Arbeitszyklus vollständig durchlaufen.
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Wenn der zu versiegelnde Karton von seinem Förderer 21 oder 22 in
die Verschließstation S eingeführt wird, trifft die schmale Zunge 165 des Kopfverschlusses
3o auf den Faltstempel 56, wie in Fig. 9 dargestellt, und wird sanft zu der in Fig.10
dargestellten Lage umgebogen, während der Karton in der Versohließatation zur Ruhe
kommt. Während dieser Zeitspanne wird der Faltstempel 56 durch sein Zusammentreffen
mit dem Karton relativ zur Versohließleiste 6o und gegen die Kraft der Feder 18o
in die in Fig. lo gezeigte Stellung verschwenkt.
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Beim Abwärtshub der Kolbenstange 7o wird der vordere Haltestempel
58 nach unten gesteuert. Dabei ist zu beachten, daß die Kontur der Steuernut 100
(Fig. 6), die den vorderen Haltestempel 58 steuert, derart ausgebildet ist, daß
der Haltestempel 58 sich zu verschieben beginnt, nachdem der Steuernocken 52 eich
um 5° gedreht hat, und seine Bewegung nach einer 55°-Drehung des Steuernockens vollendet
hat.
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Die Ambosse 31 und 31a (Fig. 4 und 5) beginnen fast unmittelba mit
dem Abwärtshub der Kolbenstange 7o nach innen zu laufen und beenden ihre Einwärtsbewegung,
wenn aer mehrflächige Steuernocken 52 sich ungefähr un 60° gedreht hat. Während
dieser 60°-Drehung des Steuernookens 52 laufen die Ambosse also von ihrer zurückgezogenen
Stellung (in Fig.4 mit ausgezogenen Linien gezeigt) in ihre aktive Stellung, in
der sie die Verschlußlappen
unterstützen und als Druckwiderlager
dienen (in Fig.4 gestrichelt dargestellt). In ihrer aktiven Stellung richten die
Führungsschuhe 144, di die Ausrichtblöcke 150 und die Richtstifte 152 den Kopfverschluß
des Kartons genau in Recktecklage aus.
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Die Versohließleiate60beginntsichausihrerhorizontalen Lage der Fig.
7 zu bewegen, nachdem der Steuernooken 52 annähernd um 2oxo gedreht worden ist und
beendet ihre Bewegung in der in Fig.11 dargestellten Vertikallaget nachdem der Steuernocken
sich etwa 60° gedreht hat. Wenn die Verschließlsiste 60 in die in Fig. 11 gezeigte
Stellung gelangt, legen sich die Ansätze 223 gegen die Madenschrauben 172 und schieban
den Faltstempel 56 von dem Earton weg.
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Nachdem die Verschließleiste 60, der vordere Haltestempel 58 und
der Faltatempel 56 die in n Fig. 11 gezeigte Stellung erreicht haben und die Ambosse
31 und 31a sich unter dia Laschen eingeschoben haben, wie in Fig.4 gestrichelt dargestellt,
bewirkt eine Weiterdrehung des Steuernookens 52 (Fig. 8), daß das Ende 1o6b der
Steuernut 1o6 mit der Nookenrolle 276 zusammentrifft und auf die VersohlieBleiste
6o den erforderlichen Versiegelungsdruck überträgt Der Versiegelungsdruck wird angelegt,
nachdem der Steuernocken 52 sich um etwa 700 bis 80° gedreht hat.
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Der von der Verschließleiste 6o auageübte Lrn. ck, dem die Ambosse
31 und 31a mit den zwischenliegenden Verschlußlaschen Widerstand leisten, verhindert
einen weiteren Abwärtshub uer Kolbenstange 70. Dabei ist zu beacliten, daß dieser
Druck in einfacher Weise durch einstellen en des einzigen Entlüftungsventils R (Fig.
12) auf den gewünschten Versiegelungsdurck eingeregelt werden kann.
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Wie sich herausgestellt hat, gewährleistet ein Versiegelungsdruck
von annähernd 200 psi (14 kg/cm2) einwandfreie Abdichtungen. welter ist von Bedeutung,
daß wallrend des Anlegens des Versiegelungsdruckes die Ambosse nciht das Bestreben
haben, aus ihrer die Versciilußlaschen unterstützenden Stellung abzurücken, da sie
in dieser Stellung von den Kurvennuten 80a und 82a blockiert sind.
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Der Versiegelungsdruck wird während 1. 4 Sekunden aufrechterhalten,
wie Fig. 15 zeigt. Dadurch wird das erhitzte thermoplastische Material mit Sicherheit
so beeinflußt, daß es an den Dichtfläcllen des Verschlusses 30, die versiegelt werden
sollen, gut gebunden wird.
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Nach Ablauf von 2. 5 Sekunden des Arbeitsspiels führt der Zeitgebernocken
281 das Ventil V in die Ausgangslage zuruck. Dadurch strömt nun die Druokflussigkeit
in einer Richtung, die die Kolbenstange 7o nach oben laufen läßt und damit den Steuernocken
52 L'2 80 in Gegenrichtung bis zu seiner Ausgangslage dreht. Die Rückführung der
verschiedenen Elemente in ihre Ausgangsposition findet in o. 5 Sekunden statt. Da
die Aufwärtsbewegung der Blemente von den gleichen Ruvennuten gesteuert wird wie
die Abwärtsbewegung der Elemente in @ die aktiven Stellungen, die Kurvennuten sich
jedoch bei der Rükfünrung der Elemente in entgegengesetzter Richntung drehen, verläuft
die Rückfürhungsbewegung jedes Elementes synmetrisch zu dessen Abwärtsbewegung.
Danach wird der Arbeitszyklus fdr die nec sten zu verschließenden Kartons wiederholt.
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Ans der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daB die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Versohließen der Karton-' oberteile mit einem mehrflächigen Steuernocken
arbeitet, der von einem einzigen Druckzylinder betrieben wird und der die hedes
der verschiedenen zusammenwirkenden Elemente der Vorrichtung steuert. Der Versiegelungsdruck,
der auf die Verschlußlaschen des Kartons ausgeübt wird, ist auf einfache Weise verstellbar
durch Einstellen des einzigen Druckreglers R. Die Bewegungsgesohwindigkeit aller
Funtionselemente der Vorrichtung kann duroh die beiden Geschwindigkeitssteuerventile
CV gesteuert werden. Die Verschließvorrichtung hat als weiteres Merkmal eine Halterung,
die oberhalb der Bahn des Kartons angeordnet ist und als gemeinsamer Träger fü alle
Arbeitselemente der Vorrichtung dient, sowie Steuerflächen, die die Ambosse in ihrer
Steilung als Druck-Widerlager blcokieren. Dies gibt die Sicherheit, daß sich die
zu versiegelnden Oberflächen nicht gegeneinander bewegent während sie unter Druck
gesetzt werden.
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Die Erfindang soll nicht auf das eine beschriebene und d dargestellte
Ausfürhungsbeispiel beschränkt sein, sondern auch verschiedene Abänderungen und
Modifikationen einschließen, soweit sie vom Erfindungsgedanden und dem Umfang der
beigefügten Ansprüche erfaßt werden.