DE20301976U1 - Schneidvorrichtung zum Zertrennen von Folienschläuchen in einzelne Folienhülsen - Google Patents

Description

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Schneidvorrichtung zum Zertrennen von Folienschläuchen in einzelne Folienhülsen

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Zertrennen von Folienschläuchen in einzelne Folienhülsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das äußere Erscheinungsbild von Getränkeverpackungen ist in starkem Maße mitentscheidend für den Markterfolg des angebotenen Produktes.

Zur vorteilhaften Ausstattung, d.h. in der Regel Etikettierung von Flaschen, Dosen oder dgl. sind zahlreiche unterschiedliche Verfahren bekannt geworden. Zu diesen Verfahren zählt auch die Methode, die Getränkebehälter mit bedruckten Abschnitten von Etikettenschläuchen, so genannten Folienhülsen zu versehen, wobei jede einzelne Folienhülse ein Etikett darstellt, welches den Behälter zumindest teilweise umhüllt.

Um aus dem Ausgangsmaterial dieser Folienhülsen, dem Folienschlauch, in welchem eine Vielzahl von Folienhülsen enthalten sind, die einzelnen Folienhülsen zu erhalten, ist eine Schneidvorrichtung erforderlich. Derartige Schneidvorrichtungen sind vorteilhafterweise direkt an entsprechenden Etikettiermaschinen angeordnet.

In der Technik sind verschiedenste Vorschläge für die Gestaltung derartiger Schneidvorrichtungen bekannt geworden.

In der US 5 531 858 wird eine Vorrichtung vorgestellt, bei der ein Folienschlauch durch eine größere Anzahl von Klingen durchtrennt wird. Dabei sind diese Klingen auf Riemenscheiben montiert, welche wiederum gleichmäßig am Umfang eines Kreises um die Längsachse des Folienschlauches angeordnet sind. Alle Riemenscheiben sind durch einen umlaufenden Riemen mit einander verbunden.

Eine dieser Riemenscheiben ist mit einem zweiten Riemen versehen, welcher dazu dient, diese Riemenscheibe z.B. durch einen Elektromotor in eine Drehbewegung zu versetzen. Da diese Riemenscheibe durch den umlaufenden Riemen mit allen weiteren Riemenscheiben verbunden ist, bewegen sich alle Riemenscheiben synchron, wobei die Riemenscheiben keine Umdrehung um volle 360°, sondern nur oszillierende Schwenkbewegungen um ca. 100° durchführen. Durch die oszillierende Schwenkbewegung beschreiben die auf den Riemenscheiben angeordneten Klingen

Kreissegmente, welche sich derart überlappen, dass der Folienschlauch an seiner gesamten Umfangsfläche sicher durchtrennt wird.

Nachteilig an einer derartigen Vorrichtung ist, dass die Vielzahl der verwendeten Klingen und die durch diese erforderlich werdenden Riemenscheiben einen hohen fertigungstechnischen Aufwand und hohe Kosten verursachen, wobei insbesondere der hohe Zeitaufwand beim Auswechseln der zahlreichen Klingen zu hohen Stillstandszeiten einer entsprechenden Etikettiermaschine führt.

Ebenfalls ist es von besonderem Nachteil, dass die Klingen für jeden Schneidvorgang innerhalb eines Schwenkwinkels von ca. 100 Grad aus dem Stillstand heraus beschleunigt und wieder bis zum Stillstand verzögert werden müssen, wodurch sich eine nur geringe Arbeitsgeschwindigkeit ergibt, welche hohe Taktzeiten bedingt.

Eine weitere Vorrichtung wird in der US 5 566 527 vorgestellt. Bei dieser Variante ist eine Klinge auf einem verfahrbaren Schlitten angeordnet, wobei dieser wiederum an einer rotationsangetriebenen Trägerscheibe befestigt ist. Diese Trägerscheibe weist in ihrer Mitte ein Loch auf, durch welches der Folienschlauch geführt wird. Oberhalb der Trägerscheibe befindet sich eine nicht rotierende Steuerscheibe, welche durch Hydraulik- oder Druckluftzylinder auf und ab bewegt werden kann. Die Bewegungen dieser Steuerscheibe werden durch einen Hebel auf den o.g. Schlitten übertragen, wodurch die Klinge aus einer Parkposition in eine Schneidposition und wieder zurück verfahren werden kann. Befindet sich die Klinge in der Schneidposition wird während eines Umlaufs der rotationsangetriebenen Trägerscheibe der Folienschlauch an seinem gesamten Umfang durchtrennt.

Da zum sicheren Abtrennen des Folienschlauches eine komplette Umdrehung der Trägerscheibe, deren maximale Umdrehungszahl aus konstruktiven Gründen begrenzt ist, erforderlich ist, eignet sich eine derartige Vorrichtung nur für Etikettiermaschinen niedriger Leistungsbereiche, was als Nachteil anzusehen ist.

Ebenfalls ist der hohe konstruktive und mechanische Aufwand, den eine bewegbare Steuerscheibe erfordert, nachteilig.

Ein weiterer Lösungsvorschlag wurde in der DE 201 04 972 beschrieben. Bei einer derartigen Vorrichtung sind am Umfang eines ringscheibenförmigen Rotors gleichmäßig verteilt mehrere Klemmstücke angeordnet. Zur Verbindung zwischen Klemmstücken und Rotor dienen kugelgelagerte Achsen, so dass die Klemmstücke schwenkbar sind, wobei die Schwenkbereiche der Klemmstücke durch im Rotor angeordnete Anschlagbolzen begrenzt werden.

Die Klemmstücke sind konstruktiv so gestaltet, dass sie die Klingen aufnehmen und gleichzeitig als Fliehgewichte wirken. Jedes Klemmstück wird durch eine Zugfeder gegen einen der beiden Anschlagbolzen gezogen, wobei die durch die Rotation des Rotors entstehende Fliehkraftwirkung des Klemmstückes der Kraft der Zugfeder entgegen wirkt. Wird nun zur Auslösung des Schneidvorganges die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors gesteigert, so übersteigt die Fliehkraft des Klemmstückes die Zugkraft der Zugfeder, so dass das Klemmstück um seine Drehachse schwenkt und somit die auf ihm befestigte Klinge in eine Eingriffs- bzw. Schneidposition bringt. Nach der Beendigung des Schneidvorganges wird die Rotationsgeschwindigkeit wieder abgesenkt, wodurch das Klemmstück aufgrund der nun wieder dominierenden Wirkung der Zugfeder in seine Ausgangsposition zurückkehrt.

Nachteilig an einer Vorrichtung nach der DE 201 04 972 ist, dass aufgrund der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen und der in der Regel nicht identischen Lagerungs- und Reibungsbedingungen alle Klemmstücke zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Ruhe- in die Schneidposition schwenken, was zur Folge hat, dass die Rotationsgeschwindigkeit erhöht und die Zeitdauer des Beibehaltens der erhöhten Rotationsgeschwindigkeit verlängert werden muss, was in der Praxis von Nachteil ist.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde in der Praxis eine Lösung bekannt, bei der die Klemmstücke mit einem zusätzlichen Zahnrad versehen wurden. Zusätzlich wurde der Rotor um einen Ring mit Innenverzahnung ergänzt, welcher mit den Zahnrädern aller Klemmstücke in Eingriff steht und diese somit umschließt und auch miteinander verbindet, so dass die (beginnende) Schwenkbewegung eines Klemmstückes auch auf die anderen übertragen wird.

Wird nun zur Auslösung eines Schneidvorganges die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors gesteigert, so schwenken alle Klemmstücke gleichzeitig in die Schneidposition. Nachteilig an einer derartigen Vorrichtung ist, dass die verwendeten Zahnräder aufgrund der häufigen Bewegungsvorgänge mit wechselnden Richtungen schnell verschleißen und somit einen nicht unerheblichen Wartungsaufwand verursachen. Darüber hinaus sind Ringe mit Innenverzahnung aufwändig in der Herstellung und somit teuer.

Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe und Verbesserung zu schaffen, und eine Schneidvorrichtung vorzustellen, welche preiswert in der Herstellung, zuverlässig im Betrieb und nahezu wartungsfrei ist. Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, dass die einzelnen Klemmstücke durch mindestens eine Mitverstellverbindung gekoppelt sind.

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Bei der Mitverstellvorrichtung kann es sich sowohl um flexible Verbindungselemente oder aber auch um starre Verbindungselemente handeln.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Gleichzeitig Ist der Inhalt der Ansprüche auch Bestandteil dieser Beschreibung werden.

Die Zeichnung zeigt in einer vereinfachten, perspektivischen Darstellung den Rotor einer Schneidvorrichtung für Folienhülsen mit erfindungsgemäß verbundenen Klemmstücken.

Zunächst besteht der Rotor 1 aus einer Grundscheibe 2. Auf dieser sind gleichmäßig um die in der Mitte des Rotors 1 befindliche Bohrung verteilt, vier Klemmstücke 3 angeordnet, wobei jedes Klemmstück 3 auf einer Achse dreh- bzw. schwenkbar gelagert ist. Jedes dieser Klemmstücke 3 trägt eine Klinge 4 zum Durchtrennen des Folienschlauches.

Die Schwenkbewegungen der Klemmstücke 3 werden durch je einen Anschlag (nicht dargestellt) in jeder Richtung begrenzt.

Durch je eine Zugfeder 5 werden die Klemmstücke 3 in einer Parkposition an diesem Anschlag angelegt.

Zunächst werden Erfindungsvarianten behandelt, bei denen es sich bei der Mitverstellvorrichtung um ein flexibles Verbindungselement handelt.

Bei einem solchen flexiblen Verbindungselement als Mitverstellvorrichtung, weisen die Klemmstücke 3 ein zusätzliches Führungselement 6 auf, welches zumindest teilweise von dem flexiblen Verbindungselement umschlungen wird und somit die Schwenkbewegungen des sich zuerst bewegenden Klemmstückes 3 auf das flexible Verbindungselement und von diesem auf die weiteren Klemmstücke 3 überträgt.

Bei der konstruktiven Gestaltung bzw. bei der Anordnung der Führungselemente 6 ist es von besonderer Bedeutung, dass die Führungselemente 6 zumindest teilweise einen Kreisbogen bilden, welcher konzentrisch zur Drehachse der Klemmstücke 3 angeordnet ist.

Durch diese Konzentrität der Kreisbögen der Führungselemente 6 zur Drehachse der Klemmstücke 3 treten bei einer Schwenkbewegung der Klemmstücke 3 keine zusätzlichen, durch unnötige Verformung oder Dehnung des flexiblen Verbindungselementes hervorgerufenen Kräfte auf, gleichzeitig erfolgen alle Bewegungen sehr materialschonend und verschleißarm.

Bei dem flexiblen Verbindungselement kann es sich zum Beispiel, wie in der Zeichnung dargestellt, um ein Seil 8 handeln, welches z.B. aus Draht, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein kann. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es von großem Vorteil, die Führungselemente 6 so auszuführen, dass sie eine Führungsnut 7 für das Seil 8 aufweisen.

Um eine sichere und schlupffreie Übertragung der Bewegungen zwischen Seil 8 und den Führungselementen 6 zu gewährleisten ist vorgesehen, das Seil 8 an jedem Führungselement 6 durch eine Klemmvorrichtung 9 zu arretierten.

In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass als flexibles Verbindungselement zur Verbindung der einzelnen Klemmstücke 3 ein Zahnriemen verwendet wird. Wird diese Ausgestaltungsvariante gewählt, so ist dass Führungselement 6 mindestens teilweise als Zahnriemenrad auszuführen. Da Zahnriemenrad und Zahnriemen in der Regel schlupffrei arbeiten, kann bei einer derartigen Ausführung auf zusätzliche Klemmvorrichtungen 9 verzichtet werden.

Bei einer weiteren, überaus vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, zur Verbindung der Klemmstücke 3 eine Kombination von Keilriemen und Keilriemenrädern zu verwenden, wobei besonders die geringen Kosten einer derartigen Kombination von Vorteil sind.

Ebenfalls kann in einer weiteren Variante vorgesehen sein, die Klemmstücke 3 durch eine Kombination von Gliederkette und Kettenrädern zu verbinden, wobei die Gliederkette aus beliebigem Material hergestellt sein kann. Auch bei dieser Variante kann aufgrund der Schlupffreiheit auf zusätzliche Klemmvorrichtungen 9 verzichtet werden.

Nachfolgend werden Erfindungsvarianten behandelt, bei denen es sich bei der Mitverstellvorrichtung um starre Elemente handelt.

Neben den oben beschriebenen Erfindungsvarianten ist in weiteren Ausgestaltungen vorgesehen, die Klemmstücke 3 durch starre Verbindungselemente zu verbinden.

Bei diesen starren Verbindungselementen kann es sich z.B. um Hebel, Schubstangen oder ähnliches handeln, welche die Klemmstücke 3 miteinander verbinden und somit die Bewegungen der einzelnen Klemmstücke 3 synchronisieren.
Dazu sind an den Klemmstücken 3 Aufnahmen für die Hebel vorzusehen, welche eine möglichst spielfreie aber doch leichtgängige Befestigung selbige gestatten. Beispielsweise kann diese Aufgabe durch die Verwendung von Kugellagern oder Kugelköpfen gelöst werden.

Dabei ist zu beachten, dass die Aufnahmen für die Hebel außerhalb der Drehachse der Klemmstücke 3 angeordnet sind.

Auch die Verwendung weiterer, oben nicht explizit erwähnter, in der Technik bekannter, für den obigen Anwendungsfall geeigneter flexibler oder starrer Verbindungselemente führt nicht dazu, dass der durch diese Anmeldung aufgezeigte Pfad der technischen Lehre verlassen wird.

Um das Bedienungspersonal bei Wartungs- oder Montagearbeiten vor Verletzungen durch die Klingen zu schützen, weist die Vorrichtung eine Abdeckung 10 auf.

Die Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung stellt sich wie folgt dar. Zunächst rotiert der Rotor 1 mit einer ersten Geschwindigkeit, welche so bemessen ist, dass die Kraftwirkung der Zugfedern 5 die in den Klemmstücken 3 entstehende Fliehkraft nur um ein geringes aber ausreichendes Maß übersteigt, so dass die Klemmstücke in einer Parkposition verharren.

Zur Durchführung eines Schneidvorganges wird die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 1 auf eine zweite, höhere Geschwindigkeit gesteigert, welche so groß ist, dass die nun in den Klemmstücken 3 auftretenden Fliehkräfte die Zugkräfte in den Zugfedern 5 übersteigen und die Klemmstücke somit in eine zweite Position schwenken, in welcher die auf den Klemmstücken 3 montierten Klingen 4 den Folienschlauch durchtrennen. Während des Schwenkvorganges wird die Bewegung der einzelnen Klemmstücke 3 durch das eingesetzte flexible oder starre Verbindungs-

element synchronisiert, wodurch sichergestellt wird, dass alle Klemmstücke 3 gleichzeitig ein- bzw. ausschwenken.

Claims (9)

1. Schneidvorrichtung zum Zertrennen von Folieschläuchen in einzelne Folienhülsen in Sleeve-Etikettiermaschinen mit einem rotierenden Rotor (1), mit auf diesem befestigten, beweglichen Klemmstücken (3) welche durch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit von einer ersten Ruheposition in eine zweite Schneidposition schwenken, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmstücke (3) durch eine Mitverstellverbindung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Mitverstellverbindung um ein flexibles Verbindungselement handelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flexiblen Verbindungselement um ein Seil (8) handelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flexiblen Verbindungselement um einen Zahnriemen handelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flexiblen Verbindungselement um einen Keilriemen handelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem flexiblen Verbindungselement um eine Gliederkette handelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Mitverstellvorrichtung um ein starres Verbindungselement handelt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem starren Verbindungselement um Hebel handelt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem starren Verbindungselement um Laschen handelt.