DE2140088A1

DE2140088A1 - Antriebssystem fur eine Bahnver arbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2140088A1
Application number: DE19712140088
Authority: DE
Inventors: John Samuel Green Bay Wis Atenanus (V St A )
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1972-05-31
Also published as: CH543020A; JPS5211638B1; BE773469A; GB1362060A; DE2140088C2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

<983921/22>

PMC Corporation, 1105 Coleman avenue, San Jose, California, USA

Antriebssystem für eine Bahnverarbeitungsvorrichtung

Bei einer bekannten Verpackungsmaschine, wie sie etwa in der US-Patentschrift 2 546 721 beschrieben ist, wird eine Reihe von länglichen, im Abstand voneinander liegenden Gegenständen in einer thermoplastischen, röhrenförmigen Bahn eingeschlossen, die sodann durch einen Drehverschließkopf geführt wird, der die Bahn zwischen aneinander grenzenden Gegenständen in Querrichtung versiegelt, um einzelne, versiegelte Packungen zu bilden. Pa die Gegenstände in einem engen Abstand voneinander liegen, und da sich die Bahn kontinuierlich bewegt, wird der Verschließkopf während des Verschließvorganges mit der linearen Geschwindigkeit der Bahn gedreht, und er wird sodann bevor die nächste Verschließzone auf der Bahn an dem Verschließkopf ankommt, mit einer anderen Geschwindigkeit gedreht.

Mit anderen Worten ausgedrückt können, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Verschließkopfes und die lineare Geschwindigkeit der Bahn festgelegt sind, lediglich Gegenstände mit einer Länge verarbeitet werden. Da die Umfangs-

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geschwindigkeit der Versiegelungsbacke des Verschließkopfes eng an die Geschwindigkeit der Bahn angenähert sein muß, wenn die Versiegelungsbacke während des Versiegelungsarbeitsvorganges in Tätigkeit ist, muß die Winkelgeschwindigkeit des Verschließkopfes entweder verlangsamt oder beschleunigt werden, wenn die Versiegelungsbacke des Verschließkopfes nicht in Tätigkeit ist, wenn man mit der Einhüllmaschine entweder längere oder kürzere Gegenstände verarbeiten will. Unter diesen Bedingungen kann somit durch eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Versiegelungskopfes, während dieser nicht in Tätigkeit ist, die Maschine so angepaßt werden, daß kürzere Gegenstände verarbeitet werden können, und wenn die Geschwindigkeit verlangsamt wird, so können zwischen den Versiegelungsarbeitsvorgängen längere Gegenstände an dem Verschließkopf vorbeilaufen. Der Verschließkopf kann in Bezug auf die Geschwindigkeit der Bahn in Abhängigkeit von der länge des Gegenstandes während der Zeiträume, in denen er nicht in Tätigkeit ist, entweder beschleunigt oder verlangsamt werden. In beiden Fällen weist der Verschließkopf gewöhnlich eine nicht konstante Geschwindigkeit auf, und die Welle des Verschließkopfes, die das Versiegelungs element trägt, besitzt ein 1:1 Übersetzungsverhältnis mit der Hauptantriebswelle. Der Ausdruck "mittlere Winkelgeschwindigkeit", wie er hier verwandt wird, umfaßt somit einen Zustand, bei dem der Verschließkopf, wenn er in Tätigkeit ist, während des Verschließvorganges sich ungefähr mit der Bahngeschwindigkeit bewegt, während er sich zu anderen Zeiten während eines einzigen Arbeitszyklus von 360° mit entweder erstens der Bahngeschwindigkeit, zweitens langsamer als der Bahngeschwindigkeit oder drittens schneller als der Bahngeschwindigkeit bewegt.

Bei der bekannten Einhüllmaschine, wie sie in der US-Patentschrift 2 602 276 beschrieben ist, werden zwei besondere,

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elliptische Zahnräder verwandt, um die nicht konstante Geschwindigkeit für den Yerschließkopf zu erzeugen, und es sind verschiedene Paare von Zahnrädern für jeweils eine andere Länge eines Gegenstandes erforderlich. Bei einfacheren Antriebseinrichtungen wurde in manchen Fällen das elliptische Zahnradvorgelege ersetzt, jedoch sind gewöhnlich noch auswechselbare Teile erforderlich, um die Vorrichtung an verschiedene Längen von Gegenständen anzupassen. Ein Beispiel eines späteren Antriebssystems, bei dem auswechselbare Teile erforderlich sind, ist teilweise in der US-Patentschrift 2 546 721 dargestellt, jedoch nicht beschrieben, und bei diesem Antriebssystem wird eines von zwei miteinander kämmenden schraubenförmigen Zahnrädern axial durch eine ersetzbare Nooke verschoben, wodurch die schraubenförmigen Zähne das verschobene Zahnrad drehen und das Übersetzungsverhältnis ändern. Pur jede verschiedene Länge eines Gegenstandes ist ein getrennter Nocken erforderlich. Bei der den Nocken und das schraubenförmige Zahnrad enthaltenden Antriebseinrichtung wird dem Bereich von Längen von Gegenständen, die mit einem gegebenen Drehverschließkopf umhüllt werden können, eine Grenze gesetzt, da an einem gewissen Punkt die Reibungskräfte übermäßig groß werden. Obgleich auswechselbare Nocken weniger teuer als elliptische Zahnräder sind, so ist es doch offensichtlich, daß ein wirksameres Antriebssystem durch ein solches System gebildet wird, bei dem durch eine einfache Verstellung eine Anpassung an verschiedene Längen von Gegenständen vorgenommen werden kann, bei dem keine auswechselbaren Teile erforderlich sind, das weniger kostet als die zur Zeit bekannten Antriebsvorrichtungen und mit dem mit einem gegebenen Verschließkopf ein größerer Bereich von Gegenstandslängen verarbeitet, d.h. umhüllt werden kann. Die vorliegende Erfindung gibt ein derartiges System an,

Gemäß der Erfindung werden eine Antriebswelle und eine ge-

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triebene Welle parallel zueinander und in Längsrichtung gegeneinander versetzt mit einem diese miteinander verbindenden Antriebssystem vorgesehen, das einen Drehmomentabgabeteil und einen Drehmomentaufnahmeteil enthält, von denen jeweils ein Teil auf einer Welle angeordnet ist. Das Drehmomentaufnahmeteil und Drehmomentabgabeteil bilden eine verschiebbare Antriebsverbindung zwischen den Wellen und sie drehen sich um die Achsen ihrer jeweiligen Wellen auf einander überlappenden Kreisbahnen. Eine Welle ist seitlich in Bezug auf die andere Welle verstellbar. Entweder das Drehmomentabgabeteil oder das Drehmomentaufnahmeteil wird durch eine getriebene Rolle bzw. eine Nachlaufrolle gebildet, und das andere Teil ist genutet, um mit der getriebenen Rolle einzugreifen. Somit ändert sich sowohl der Hebelarm als auch die Winkelgeschwindigkeit des Kraftangriffspunktes zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle, wodurch sich die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit der gesamten angetriebenen Welle entsprechend ihrer Drehstellung bis zu einer maximalen und einer minimalen Geschwindigkeit ändert, die bei einem über 360° verlaufenden Antriebszyklus an um 180° auseinanderliegenden Punkten auftreten. Der Teil des Zyklus mit maximaler Geschwindigkeit kann dazu verwandt werden, einen Verschließkopf schnell zu drehen, wenn die Bahn versiegelt bzw. verschlossen wird, während der langsame Teil des Zyklus den Verschließkopf langsam bewegt, während er sich von einer Packungsversiegelungszone zu der nächsten Packungsversiegelungszone dreht. Es ist gleichfalls möglich, die Phase umzukehren, so daß der VerschließVorgang dann auftritt, wenn sich der Verschließkopf mit seiner langsamsten Geschwindigkeit bewegt, und der Verschließkopf sodann beschleunigt wird, während die nächste Verschließzone der Bahn in eine ausgerichtete Stellung mit dem Verschließkopf bewegt wird. Durch das Getriebe wird in beiden Fällen ein Wechsel des Übersetzungsverhältnisses herbeigeführt, wodurch

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in den dargestellten Ausführungsformen Verschließköpfe eingebaut werden können, die entweder ein oder zwei Versiegelungselemente aufweisen. Es könnten auch andere als die dargestellten Übersetzungsverhältnisse für eine beliebige Zahl von Versiegelungselementen verwandt werden.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Typs einer Verpackungsmaschine, die mit der verbesserten Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung, in der die Art von Verpackung dargestellt ist, die mit der in Pig. 1 gezeigten Verpackungsmaschine hergestellt wird, wobei ein typischer Verschließkopf vorgesehen ist, der zwei Paare von Vereiegelungsbacken aufweist, um die aus dem Verpackungsmaterial gebildete Röhre in Querrichtung zwischen darin angeordneten, aneinander grenzenden Gegenständen zu versiegeln bzw. zu verschließen und abzutrennen, und es ist der verbesserte Antriebsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung zum Antrieb des Verschliekopfes dargestellt,

Pig. 3 eine Ansieht ähnlich der Fig. 2, in der jedoch der tatsächliche gegenseitige Aufbau der Bestandteile des Antriebsmechanismus für den Verschließkopf dargestellt ist,

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Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen, in denen die Betriebsweise des in Fig. 3 gezeigten Antriebsmechanismus dargestellt ist,

Fig«, 6 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung,

Fig. 7 eine Vorderansicht, ähnlich der Fig. 3» in der eine Einstelleinrichtung dargestellt ist, durch die der in Fig. 3 gezeigte Antriebsmechanismus so angepaßt werden kann, so daß er einen Verschließkopf betätigt, der lediglich zwei Versiegelungsbacken aufweist,

Fig. 8 eine Vorderansicht ähnlich der Fig. 7, in der jedoch bestimmte Teile weggelassen sind, um den darunter liegenden Aufbau zu zeigen,

Fig. 9 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 9, und

Fig. 11 eine graphische Darstellung der Betriebscharakteristiken des vorliegenden Antriebssystems.

Fig. 1 zeigt eine Einhüll- bzw. Verpackungsmaschine 20 von der Art, wie sie in den US-Patentschriften 2 602 276 und 2 546 721 beschrieben ist. Je nach den Betriebserfordernissen kann die Verpackungsmaschine 20 verschiedene Bahnen aus Papier, Folie, Zellophan und thermoplastischen Folien usw. verarbeiten und die Bahn verkleben oder heißversiegeln.

Die allgemeine Betriebsweise besteht darin, daß Mitnehmer auf der oberen Laufbahn eines Kettenförderers 24 eine Reihe

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von Gegenständen A in das Eingangsende der Verpackungsmaschine 20 hineinbefördern. Durch eine Überkopf-Vorratsrolle B wird Bahnmaterial C zugeführt, das über einen Formpflug bzw. eine Formeinrichtung D gezogen wird und sich mit annähernd der Geschwindigkeit der ankommenden Gegenstände bewegt. Die Bahn wird zu einer Röhre geformt, die die Gegenstände umschließt, und sie wird in Längsrichtung an der Unterseite des Formpfluges D versiegelt bzw. verschlossen, um eine fortlaufende Bahnröhre 26 (Fig. 2) zu bilden, in der eine Reihe von im gleichförmigen Abstand voneinander angeordneten Gegenständen angeordnet sind.

Die von der Röhre umschlossenen Gegenstände werden in der besonderen dargestellten Ausführungsform durch seitliche Förderbänder B weiterbefördert, die die Röhre ergreifen und sie durch eine sich drehende Verschließkopfeinheit F führen. Durch die Verschließkopfeinheit wird die Bahn zwischen aneinandergrenzenden Gegenständen in Querrichtung versiegelt bzw. verschlossen und durchgetrennt, um einzeln verschlossene Packungen P zu bilden, die sodann aus der Maschine auf einem seitlichen Austragsförderer G oder durch andere Austragseinrichtungen, ;je nach der besonderen Einrichtung, ausgetragen werden. Die vorliegende Erfindung betrifft die Antriebseinrichtung für die Verschließkopfeinheit F und ist in einem Gehäuse 28, Fig. 1 ₉ angeordnet und in Fig. 2 mit dem Buchstaben H bezeichnet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, enthält die Verschließkopfeinheit F bei einer typischen und herkömmlichen Einrichtung von bekannter Konstruktion zwei angetriebene Verschließkopfwellen, eine obere Welle 30 und eine untere Welle 32, die in senkrechter Richtung auf einander gegenüberliegenden Seiten der Verpackungsröhre 26 angeordnet sind. Miteinander kämmende Zahnräder 34· und 36 sind jeweils auf den Verschließkopf-

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wellen 30 und 32 befestigt, so daß durch die Antriebeenergie, die der unteren Welle 32 zugeführt wird, eine synchrone Gegendrehung der beiden Wellen erzeugt wird. An der oberen und der unteren Schneidekopfwelle 30 und 32 sind jeweils zwei diametral einander gegenüberliegende und elektrisch geheizte Versiegelungsbacken 38 und 40 angebracht, und während sich die Backen mit der Bahngeschwindigkeit bewegen, greifen zwei miteinander ausgerichtete Backen der oberen und der unteren Backen die Bahnröhre zwischen aneinandergrenzenden Gegenständen, drücken sie flach, versiegeln sie durch Wärmezufuhr und zertrennen die Bahnröhre.

Verpackungsmaschinen, die Gegenstände mit unterschiedlicher Länge verarbeiten können, sind gewöhnlich mit einem Antrieb ausgestattet, der so geändert werden kann, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Versiegelungsbacken für einen beabsichtigten Abstandsbereich zwischen den Versiegelungen oder für beabsichtigte Verpackungslängen an die Bahngeschwindigkeit angepaßt werden kann. Bei einer der oben erwähnten, bekannten Verpackungsmaschinen wird durch einen auswechselbaren Nocken in dem Antrieb für die Versiegelungsbacke eine nicht konstante Geschwindigkeit der Backen erzeugt, um lediglich eine besondere Verpackungslänge herzustellen, und es ist e.n anderer Nocken erforderlich, wenn die Maschine dahin abgeändert werden soll, daß sie Gegenstände mit einer anderen Länge verarbeiten kann. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem sind Einrichtungen vorgesehen, um die mittlere Winkelgeschwindigkeit der Versiegelungsbacken 38 und 40 zu verändern, so daß ein universelles Antriebssystem erhalten wird, das (ohne eine Ausvechslung von Teilen) mit Hilfe von einfachen Handradsteuerungen bei 41 und 42 an dem Gehäuse 28 so verstellt werden kann, daß es Verpackungen mit verschiedenen Längen verarbeiten kann. Das Antriebss3^rstem ist kontinuierlich veränderlich und kann während des Betriebs

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verstellt werden, um eine genaue Steuerung des Versehließvorganges zu erreichen.

Die herkömmliche Anordnung, die im Zusammenhang mit den Verschließkopfwellen 30 und 32 (Pig. 1-3) verwandt wird, enthält zwei Lagerblöcke 44 für die obere Welle 30 und zwei Lagerblöcke 46 für die untere Welle 32, Die Lagerblöcke sind in einem senkrechten Gleitmechanismus 48 angebracht, der in Verbindung mit einer Seitenrahmenplatte 47 an jeder Seite der Verpackungsmaschine vorgesehen ist, wobei die untere Welle fest in einer eingestellten Lage angeordnet ist und die obere Welle durch Federn 50 federnd nach abwärts vorgespannt ist, um einen vorbestimmten Bahngreifdruck zu erzeugen. Unter der Schneidekopfeinheit S¹ ist in herkömmlicher Weise eine mit konstanter Geschwindigkeit betriebene Antriebswelle 52 (Pig. 3) vorgesehen, die die Wellen für den oberen und den unteren Versiegelungskopf in zeitlicher Beziehung zu der Bahn und den Gegenständen, die von der durch die Bahn gebildeten Röhre eingeschlossen sind, antreiben. Diese selbe Antriebswelle wird gemäß der vorliegenden Erfindung für denselben Zweck verwandt, und die Erfindung betrifft hauptsächlich den neuen Aufbau und dia im folgenden beschriebene neue Funktionsweise des Antriebssystems H.

Allgemein gesagt ist das Antriebssystem H - innerhalb seines Größenbereichs - kontinuierlich, stufenlos verstellbar, um verschiedene Längen von Gegenständen zu verarbeiten, und das Antriebssystem treibt die Versiegelungsbacken 38 und 40 mit der Bahngeschwindigkeit an, wenn die Backen zwischen zwei aneinandergrenzenden Gegenständen mit einer Versiegelungs- bzw. Verschließzone der Bahnröhre ausgerichtet sind, und, bei den meisten Anwendungen, mit einer anderen, kontinuierlich sich ändernden Geschwindigkeit, wenn die Backen nicht mit der Bahn in Berührung sind. Auf diese Weise be-

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grenzen die verhältnismäßig kleinen Radien der Versiegelungsbacken nicht von sich aus das Antriebssystem in der Hinsicht, daß nur Gegenstände mit einer Länge verarbeitet werden können, da die Yersiegelungsbacken so eingestellt werden können, daß sie die Röhre bei beliebiger Länge des zu verarbeitenden Gegenstandes sehr nahe bei dieser Länge versiegeln.

Im einzelnen und bezugnehmend auf die Pig· 2 und 3 enthält ) das Antriebssystem H ein ein Drehmoment übertragendes Antriebsteil in Form einer Rinne 54, die hier als eine gefräste Nute oder als eine Nockenfolgespur ausgebildet ist, die sich diametral quer über eine Antriebsscheibe 56 erstreckt, die an der mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Antriebswelle 52 befestigt ist. In der Rinne 54 sitzt eine Nachlaufrolle bzw. getriebene Rolle 58, und diese Rolle ist an einem mit Gewinde versehenen Stehbolzen 60 angebracht, der seinerseits in einem Eingangs zahnrad 62 befestigt ist. Das Zahnrad 62 ist aus einem Stück mit einer Stummelwelle 64 ausgebildet, die in Längsrichtung abgesetzt ist und radial gegen die Antriebswelle 52 versetzt werden kann. Die Stummelwelle 64 kann als die angetriebene Welle " des Antriebssystems H angesehen werden, weshalb sie in den Ansprüchen als solche bezeichnet ist.

Wenn die Achsen der Wellen 52 und 60 nicht zusammenfallen, so läuft die getriebene Rolle 58 die Rinne 54 entlang, wenn die treibende Scheibe 56 gedreht wird. Hierdurch wird während jeder einzelnen Umdrehung der mit konstanter Geschwindigkeit sich drehenden Antriebsscheibe 56 kontinuierlich der radiale Abstand zwischen der Antriebswelle 52 und der getriebenen Rolle 58 verändert, so daß sich die Winkelgeschwindigkeit des EingangsZahnrades 62 kontinuierlich ändert. Wie noch im einzelnen ausgeführt werden soll, wird

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dieses Arbeitsprinzip dazu verwandt, zwei miteinander ausgerichtete Versiegelungsbacken 38 und 40 mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit zu bewegen, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit während eines Versiegelungsvorganges an die Geschwindigkeit der Bahnröhre 26 angepaßt wird und daß die/ Drehung der Versiegelungsbacken sodann verzögert wird, sp/-daß die Backen unabhängig von der Länge des einzupackenden Gegenstandes die Bahn freigeben, während das nächste Paar Versiegelungsbacken sich so dreht, daß es mit der nächsten Versiegelungs- bzw. Verschlußzone zwischen aneinandergrenzenden Gegenständen ausgerichtet ist. Natürlich wird bei einigen Anwendungen, wie es oben angedeutet wurde, die Geschwindigkeit der Yersiegelungsbacken nach dem Versiegelungsvorgang entsprechend der hier beschriebenen Ausführungsfonn erhöht. Bei anderen Anwendungen können die Versiegelungsbacken mit konstanter Geschwindigkeit gedreht werden.

Wie am besten aus den lig, 2 und 3 zu ersehen ist, ist die angetriebene Stummelwelle 64 des Eingangszahnrades 62 in einem verschwenkbaren Zahnradträger 66 gelagert. Eine dritte Stummelwelle 68 ist in einer feststehenden Stellung angeordnet, und auf dieser Stummelwelle ist verschwenkbar . der Zahnradträger 66 angebracht, so daß er um die Achse dieser Stummelwelle einstellbar verschwenkbar ist. Eine derartige Bewegung kann durch eine Drehung des Handrades 42 erzeugt werden, und hierdurch wird die radiale Verschiebung der Stummelwelle 64 gegen die Antriebswelle 52 geändert. Eine mit Gewinde versehene und axial festgelegte Welle 70, die durch das Handrad 42 gedreht wird und sich durch ein feststehendes Halterungswinkeleisen 72 hindurcherstreckt, ist durch einen Stift 74 hindurchgeschraubt, der lose in zwei mit Öffnungen versehene herunterhängende Ansätze 76 des Zahnradträgers 66 eingepaßt ist, um den seit-

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lichen Abstand zwischen der Antriebswelle 52 und der Stummelwelle 64 einzustellen. Das Handrad 41 dient dazu, den Zahnradträger 66 in seiner einjustierten Stellung festzulegen, und zu diesem Zweck ist ein Schulterteil 78 (3?ig. 6), der gegen den Träger 66 anliegt, und ein mit Gewinde versehener Teil 80 vorgesehen, der durch, einen gebogenen Schlitz 82 hindurchragt und in einen zylindrischen Stehbolzen 84 eingeschraubt ist. Der Stehbolzen 84 ist Teil eines Rahmenplattenauslegearms 86, der die dritte Stummelwelle 68 an der Seitenrahmenplatte 47 der Verpackungsmaschine 20 befestigt.

Um die Antriebsbewegung von dem Eingangszahnrad 62 (Fig. 3) auf die Welle 32 der Versiegelungsbacke zu übertragen, kämmt das Zahnrad 62 mit einem freilaufenden Zahnrad 88, das auf der Stummelwelle 68 frei drehbar angeordnet ist. Da sich der Abstand der Zahnräder 62 und 88 niemals ändert, bleiben sie in konstantem Eingriff miteinander. Ein Stufengetriebe umfaßt ein großes Stufenzahnrad 90, das von dem freilaufenden Zahnrad 88 angetrieben wird, und ein kleineres Stufenzahnrad 92, das mit einem getriebenen Zahnrad 94 kämmt, das in einer axial verstellbaren Stellung auf der Welle 32 der Versiegelungsbacke befestigt ist. Die Stufenzahnräder 90 und 92 sind auf einer Welle 96 angebracht. Durch dieses beschriebene Zahnradvorgelege wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis für die doppelten Versiegelungsbacken 38 und 40 geschaffen, und dieses Zahnradvorgelege kann leicht abgeändert werden, so daß es die mit einer einzigen Backe ausgestatteten Versiegelungsbacken antreibt, bei denen lediglich eine Versiegelungsbacke an jeder Welle 30 und 32 befestigt ist. Diese Möglichkeit eines Wechsels des Übersetzungsverhältnisses beruht grundlegend auf der axialen Verstellbarkeit des getriebenen Zahnrades 94 und darauf, daß der Träger 98 des Stufengetriebes durch Verdrehung einstellbar ist.

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Wie am "besten aus den Pig. 6 und 8 zu ersehen ist, weist der Träger 98 für das Stufengetriebe einen Lagerbüchsenteil 100 auf, der um die Achse der Stummelwelle 68 durch Verdrehen verstellbar ist und der in einer eingestellten Stellung mit Hilfe von Schrauben 102 festgelegt werden kann, die in den Auslegerarm 86 der Rahmenplatte eingeschraubt sind und in bogenförmigen Schlitzen 104 des Trägers des Stufengetriebes liegen. Das freie Ende des Trägers 98 weist eine lagerbuchse 106 auf, in der die Welle 96 für das Stufengetriebe angebracht ist. Der Abstand zwischen der unteren Verschließkopfwelle 32 und der Welle 96 des Stufengetriebes wird somit für eine Verschließkopfwelle, die zwei Versiegelungsbacken trägt, dadurch im voraus eingestellt, daß der Träger 98 des Stufengetriebes so verschv/enkt wird, daß das kleine Stufenzahnrad 92 mit dem getriebenen Zahnrad 94 kämmt. Indem der Träger 98 des Stufengetriebes in seine in Pig. 7 gezeigte Stellung verstellt wird und das getriebene Zahnrad 94 axial verstellt wird, kann das Stufenzahnrad 90 mit dem getriebenen Zahnrad 94 in Eingriff gebracht werden, um das Antriebsübersetzungsverhältnis für Schneideköpfe zu ändern, bei denen auf jeder Schneidekopfwelle eine einzige Versiegelungsbacke angebracht ist.

In den Pig. 4 und 5 ist schematisch die Arbeitsweise des Getriebes dargestellt, um die momentane Geschwindigkeit der Versiegelungsbacken zu ändern. Die getriebene Rolle 58 (Pig. 4) ist mit den Achsen A1 und A2 der Antriebsscheibe bzw. des EingangsZahnrades 62 ausgerichtet und befindet sich in ihrer Stellung mit dem geringsten Abstand von der Achse A1· Dementsprechend wird das Zahnrad 62 in dieser Stellung mit seiner niedrigsten Winkelgeschwindigkeit gedreht. Die entsprechende Stellung der Versiegelungsbacken 38 und 40 (Pig. 2) liegt bei der vorliegenden Ausführungsform in dem

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Teil des Arbeitszyklus, der zwischen den Verschließarbeitsvorgängen liegt.

Wenn die Rolle 58 durch die antreibende Scheibe 56 in die in Pig« 4 in gestrichelten linien gezeigte Stellung bewegt wird, erhöht sich ihr radialer Abstand von der Achse A1 gleichförmig, da die Achsen A1 und A2 radial gegeneinander versetzt sind. Polglich werden die Rolle 58 und das Zahnrad 62, an dem diese befestigt ist, beschleunigt, bis die maximale Geschwindigkeit bei einer Verdrehung von 180 aus der Ausgangsstellung erreicht wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. An dem Punkt maximaler Winkelgeschwindigkeit greifen die Versiegelungsbacken 38 und 40 die röhrenförmige Bahn ab und versiegeln diese, worauf das Zahnrad 62 verlangsamt wird, wenn die getriebene Rolle 58 in ihre in Pig. 4 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehrt und die oben beschriebene Drehung fortgesetzt wird, um die anderen beiden Versiegelungsbacken 38 und 40 mit der nächsten Versiegelungszone an der röhrenförmigen Bahn in Berührung zu bringen. Somit führen bei einer Umdrehung der Antriebsscheibe 56 zwei Versiegelungsbacken eiien Verschließ vor gang mit einer Winkelgeschwindigkeit aus, die durch die Versetzung der Achse A1 gegen die Achse A2 bestimmt wird. In ähnlicher Weise wird bei der in Pig. 7 gezeigten Vorrichtung die untere Verschließkopfwelle 32 zweimal so schnell angetrieben wie bei der in Pig. 3 gezeigten Vorrichtung und das einzige Paar Versiegelungsbacken, das bei der in Pig. 7 gezeigten Vorrichtung verwandt wird, führt pro Umdrehung der Antriebsscheibe 56 eine Versiegelung aus.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß, wenn die Zahnradachse A2 so verstellt wird, daß sie auf der anderen Seite der Achse A1 liegt (über der Achse A1 in den Pig. 4 und 5) eine Phasenverschiebung auftritt. Mit anderen Worten wird

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die "langsam - schnell - langsam" Antriebsbewegung des Zahnrades 62 in eine "schnell - langsam - schnell" Antriebsbewegimg geändert. Obgleich diese mögliche Arbeitsweise bei der hier beschriebenen Verpackungsmaschine nicht benötigt wird, so ist es dennoch möglich, eine derartige Arbeitsweise mit Vorteil bei Vorrichtungen auf anderen Gebieten anzuwenden.

Die untere Verschließkopfwelle 32 kann durch Verdrehen in Bezug auf das Zahnrad 94 eingestellt werden. Hierdurch wird eine Einrichtung geschaffen, bei der die Versiegelungsbacken bei einem Versiegelungsvorgang entweder in dem Teil maximaler Geschwindigkeit oder minimaler Geschwindigkeit des Antriebszyklus mit der Bahn in Berührung kommen, je nach dem was aufgrund der Verpaekungslänge, der Verschließkopfausbildung und anderer Überlegungen erforderlich ist. Die Phaseneinstellung erfolgt dadurch, daß drei Schrauben 108 (Pig. 3 und 7) gelöst werden, die das Zahnrad 94 über einen Klemmring 110 an einer verdeckten Nabe befestigen.

Wenn der bewegliche Zahnradträger 66 in entweder der Ausführungsform gemäß Fig. 3 oder gemäß Pig. 7 dadurch anders eingestellt wird, daß die Handräder 40 und 42 betätigt werden, um den Zahnradträger zu lösen bzw. zu verstellen, können die Achsen A1 und A2 (Fig. 4 und 5) näher beieinander angeordnet werden. Der in Fig. 4 dargestellte Abstand der Achsen A1 und A2 liegt in der Nähe des maximalen Abstandes, da die Rolle 58 mit der Rinne 54 in Eingriff bleiben muß. Wenn man annimmt, daß die Achsen in einen geringeren Abstand als der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Abstand gebracht werden, so ist das Verhältnis der Geschwindigkeitsänderung an dem Zahnrad 62 geringer als es bei dem vorhergehenden Fall der Fall war. Als Ergebnis erhält man, daß die maximale Ge-

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schwindigkeit des Zahnrades 62 geringer ist. Bei der dargestellten Ausführungsform tritt die maximale Geschwindigkeit während des Versiegelungszeitraums auf. Daraus geht hervor, daß sich für eine richtige Geschwindigkeitsanpassung die Bahnröhre 26 (Pig. 2) sodann mit einer niedrigeren als der ursprünglichen Geschwindigkeit bewegen müßte. Der neu eingestellte Zahnradträger 66 ist nunmehr für Gegenstände eingestellt, die kürzer als die Gegenstände sind, die vorher verarbeitet worden sind. Es wird angenommen, daß hieraus klar geworden ist, daß die Vorrichtung innerhalb der bezeichneten Einstellgrenzen auf einen weiten Bereich von Gegenständen mit verschiedener Länge dadurch eingestellt werden kann, daß einfach die Drehstellung des Zahnradträgers 66 eingestellt wird, und daß derartige Einstellungen erfolgen können, ohne daß die Verpackungsmaschine 20 abgeschaltet zu werden braucht.

Die 3Tig. 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die nach demselben Prinzip arbeitet, jedoch bestimmte Kostenvorteile aufweist, da sie einen einfacheren Aufbau besitzt und ein Getriebe mit einer Kette und Kettenzahnräderji ans teile von Zahnrädern aufweist. Viele Bauteile sind ihren entsprechenden Bauteilen bei der oben beschriebenen Ausführungsform ähnlich, und in den Fällen, in denen dies, zutrifft, wird dasselbe Bezugszeichen mit einem angehängten "a" verwandt. So ist das Antriebssystem 110 an einer Seitenplatte 47a befestigt und überträgt Energie von einer Antriebswelle 52a auf eine untere Verschließkopfwelle 32a. In dem vorliegenden Fall muß sich die Antriebswelle 52a in derselben Richtung wie die Verschließkopfwelle 32a drehen.

An der Antriebswelle 52a ist eine Antriebsrinne oder eine Mitnehmerspur 54a befestigt, und diese Spur ist in 'Form eines

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U-förmigen Rinnenabschnittes ausgebildet, der in derselben Weise wie die gefräste Hute oder die Rinne 54 bei der oben beschriebenen Antriebsscheibe 56 wirkt₀ In der Antriebsrinne 54a sitzt eine getriebene Rolle 58a₉ und diese ist an einem Kurbelarm 112 angebracht, dessen Nabe auf^iiner getriebenen Welle 114 befestigt ist₀ Ein aus Kette und Kettenzahnrad bestehender Antrieb umfaßt ein oberes Kettenzahnrad 116, ein unteres Kettenzahnrad 118 und eine Rollenkette 12O₃ die durch Verbindung der beiden Kettenzahnräder die Antriebswelle 114 und die Verschließkopfwelle 32a miteinander verbindet, wobei für eine Verpackungsinas chine ₉ die ein einsiges Paar von Versiegelungsbacken verwendet ₉ ein Übersetzungsverhältnis von 1 ϊ 1 dargestellt ist, Für ein zweifaches Paar von Versiegelungsbacken kann das untere Kettenzahnrad durch ein Kettenzahnrad ersetzt werden₉ das. die zweifache Zahl von Zähnen wie das obere Kettenzahnrad besitzt, so daß ein Ausgangs- zu Eingangs-Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 erhalten wird. Das untere Kettenzahnrad 118 ist in derselben Weise, wie es im Zusammenhang mit dem Zahnrad 94 (Pig. 3 und 7) beschrieben wurde, durch eine Drehung einstellbar.

Die getriebene Welle 114 ist in einer Lagerbuchse 122 eines Kettenzahnradträgers 124 gelagert, dessen mittlerer Teil verschwenkbar an einem Drehbolzen 126 befestigt ist, der in einen Befestigungsblock 128 eingeschraubt ist, der an der Seitenplatte 47a befestigt ist„ T-förmige Peststell- und Einstellhandgriffe 41a bzw. 42a wirken in derselben Weise wie die oben beschriebenen Teile 41 und 42« D_eh_e der Handgriff 41a betätigt eine mit einer Schulter und mit einem Gewinde versehene Welle, die mit einem Gewindeteil 80a durch einen gebogenen Schlitz 82a in dem Kettenzahnradträger 124 hindurch in einen mit Gewinde versehenen Stehbolzen 83a vorsteht, der mit der Viand 47a verschraubt ist. Ein

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Schulterteil bei 78a hält den Kettenzahnradträger 124 gegen den Stehbolzen 83a, um den Träger in einer einjustierten Stellung festzulegen. Eine Verschwenkung des Trägers 124 wird durch den Handgriff 42a und eine axial unbewegliche, mit Gewinde versehene Stange 70a bewirkt, die sich lose durch einen Halterungsblock 130 erstreckt und durch einen Stift 74a hindurchgeschraubt ist. Der Stift 74a wird in einem mit Öffnungen versehenen, gegabelten unteren Endteil 132 des Kettenzahnradträgers 124 gehalten. Da sich der Ab-. stand der Kettenzahnräder 116 und 118 bei den verschiedenen Einstellungen des Kettenzahnradträgers 124 leicht ändert, ist die Kette 120 absichtlich langer ausgebildet, und sie wird durch ein leerlaufendes Kettenzahnrad 134 gespannt gehalten, das an einem Schwenkarm 136 befestigt ist, der gegen die Kette hin durch eine Druckfeder 138 vorgespannt ist.

Der Abstand zwischen der Drehbolzenachse A3 (Figo 9) und der Achse A4 der Antriebswelle 52a ist gleich dem Abstand zwischen der Achse A3 und der Achse A5 der getriebenen Welle 114. Dementsprechend liegt die Holle 58a, wenn der Kettenzahnradträger 124 so eingestellt wird, daß die Achsen A4 und A5 möglichst nahe beieinander liegen, nahe bei der kon-) zentrischen Lage mit der Achse A4» und die Verschließkopfwelle 32a wird mit nahezu konstanter Geschwindigkeit gedreht. Wenn umgekehrt die Achse A5 so verlagert wird, daß sie einen größeren Abstand von der Achse A4 aufweist, so dreht sich die Verschließkopfwelle 32a mit einer weniger konstanten Geschwindigkeit. Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen arbeitet die in den Mg. 9 und 10 beschriebene Anordnung derart, daß eine Verstellung des momentanen Antriebsübersetzungsverhältnisses während eines vollständigen Antriebszyklus möglich ist, ohne daß das Durchschnittsantriebsübersetzungsverhältnis geändert wird.

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Fig« 11 zeigt graphisch die einzigartigen Charakteristiken des hier beschriebenen Antriebsprinzips und beleuchtet die Vorteile, die sich für die Erfordernisse einer Verpackungsmaschine im besonderen und andere Bahnverarbeitungsmaschinen im allgemeinen ergeben.

Irgendein Punkt entlang der gebogenen Linien 01, 02 und 03 stellt das momentane Antriebsübersetzungsverhältnis dar_e Z.B. sind bei 0° auf der horizontalen G-radskala die Antriebsscheibe 56 und die getriebene Rolle 58 entsprechend der in Fig. 5 gezeigten Stellung ausgerichtet - d_eh* diese Stellung entspricht dem schnellsten Punkt _s d»h. der maximalen G-eschwindigkeit, in dem Antriebszyklus. Wenn sich die Antriebsscheibe 56 um 60° gedreht hat, so zeigt der der Kurve 03 entsprechende Punkt auf der senkrechten G-radskala an, daß sich das getrieben® Zahnrad 94 um 115° gedreht hat. Die Kurve 03 stellt die maximale Versetzung der Achsen A1 und A2 gegeneinander dar, die durch das Handrad 42 (Fig« 1) gesteuert wird. Die gerade Linie 04 stellt eine andere Einstellung dar, bei der die Achsen A1 und A2 zusammenfallen«, Bei dieser Einstellung beträgt das momentane Antriebsübersetzungsverhältnis 1:1. Die Kurven 01 und 02 zeigen zwei mittlere Einstellungen der unendlichen Zahl von möglichen Einstellungen zwischen der durch die Linie 04 und der durch die Kurve 03 dargestellten Einstellung.

Die wichtigsten Punkte, die durch die graphische Darstellung der Fig. 11 neben der Einstellung des momentanen Antriebsübersetzungsverhältnisses deutlich werden, sind:

1. Es treten keine abrupten Übergänge der Antriebsbewegung auf, wodurch sichergestellt wird, daß betriebsfähige Beschleunigungs- und Verzögerungsparameter erhalten werden.

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2. Die Kurven ergeben alle angenähert eine gerade Linie für wenigstens 60° vor und nach dem Punkt (bei O⁰ und 360° in Fig. 11), an dem die maximalen Geschwindigkeitsverhältnisse auftreten, und für wenigstens 60° vor und nach dem Punkt, an dem die minimalen Geschwindigkeit sVerhältnisse auftreten. Das zeigt, daß während der Zeiträume der minimalen und maximalen Geschwindigkeit keine bedeutende Geschwindigkeitsänderung auftritt, so daß während jedes dieser beiden Zeiträume eine Versiegelungsberührung mit der Bahn

) stattfinden kann, da der Versiegelungsvorgang während weniger als 120° des 36O°-Zyklus durchgeführt werden kann.

3. Bei der Kurve C3 tritt eine beträchtliche maximale Abweichung von der Linie 04 auf, was in dem vorliegenden Fall einen weiten Längenbereich von Packungen bedeutet, die mit einem gegebenen Verschließkopf verarbeitet werden können.

Bei beiden Ausführungsformen des beschriebenen Antriebssystems ergeben sich mehrere Vorteile dann, wenn dieses System in eine Verpackungsmaschine eingebaut ist, die Dreh-™ verschließköpfe verwendet, die sich während des Verschließvorganges mit ungefähr der Bahngeschwindigkeit bewegen. Einer der wichtigsten Vorteile besteht darin, daß das Antriebssystem während des Betriebs mit Hilfe von einfachen Handsteuerungen kontinuierlich, stufenlos veränderlich ist, um die Umfangsgeschwindigkeit der Versiegelungsbacken geeignet auf die Länge des Gegenstandes abzustimmen, der verpackt werden soll. Anders ausgedrückt können die Versie^elungsbacken während des Betriebs so gesteuert werden, daß sie lange oder kurze Packungen - oder eine Packung mit beliebiger Länge zwischen diesen Grenzen - vorbei laufen IaP.¹? on

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und dennoch die Bahnröhre dicht hinter den darin enthaltenen Gegenständen versiegeln, so daß ein minimaler Abstand der Gegenstände und eine minimale Bahnlänge für die Enden der Verpackungen notwendig ist.

Andere Vorteile ergeben sich daraus, daß im Gegensatz zu früheren Antriebssystemen für Verpackungsmaschinen keine austauschbaren Teile erforderlich sind, wodurch Zeit gespart wird, wenn die Verpaclamgsmaschine neu eingestellt wird, um eine neue Gruppe von Gegenständen mit einer anderen Länge zu verarbeiten, und daß die Möglichkeit gegeben ist, die Bahn entweder zu verzögern oder zu beschleunigen, wenn der Verpackungsprozeß dies erfordert.

Ein sehr wichtiger Vorteil für den Hersteller von Verpakkungsmaschinen stellt der erweiterte Bereich von Verpakkungslängen dar, der mit einer gegebenen Verschließkopfausbildung verarbeitet werden kann. Hierdurch kann der erforderliche Lagerbestand an Verschließkopfteilen beträchtlich gegenüber dem Bestand verringert werden, wie-er zur Zeit erforderlich ist.

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Claims

Patentansprüche

M Λ Antriebsvorrichtung für eine Bahnverarbeitungsmaschine, gekennzeichnet durch eine Antriebswelle (52,52a), durch eine getriebene Welle (64,114), die radial versetzt gegen diese Antriebswelle angeordnet ist, durch eine Antriebsrinne (54,54a), die sich diametral quer über das Ende einer dieser Wellen (52) erstreckt, und durch eine radial versetzte getriebene Rolle (58,58a), die von der anderen Welle (64) getragen wird und mit der Antriebsrinne (54) an einem Punkt in Eingriff steht, der in einem Abstand von der Achse dieser einen Welle (52) liegt,

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Welle radial gegen die getriebene Welle verstellbar ist,

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle mit konstanter Drehzahl antreibbar ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle und die getriebene Welle parallel zueinander verlaufen.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet , daß die getriebene Welle (64,114) aus einer lage heraus gegen die Antriebswelle verstellbar ist, in der die Achse der getriebenen Welle mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt.

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6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5» dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen (66,124) vorgesehen sind, die mit einer dieser Wellen (64» 114) verbunden sind, um den seitlichen Abstand zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle einzustellen.

7. Antriebsvorrichtung für eine Bahnverarbeitungsmachine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Bahn an einem Verschließkopf vorbeigeführt wird, um die Bahn an im Abstand voneinander liegenden Punkten quer zu der Bahn zu versiegeln, und bei der Antriebseinrichtungen für diesen Verschließkopf vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die angetriebene Welle (64,114) durch ein Getriebe mit dem Verschließkopf verbunden ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder

7, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle durch die Einrichtungen (66,124) zur Einstellung des seitlichen Abstandes zwischen diesen Wellen in einem wahlweisen Abstand gehalten werden kann, der kleiner als die maximale radiale Verschiebung der getriebenen Rolle (58,58a) gegen die Antriebswelle (52,52a) ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

8, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Einstellung des seitlichen Abstandes zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle einen verschwenkbar befestigten Trägerarm (66,124), in dem die getriebene Welle (64,114) gelagert ist, und eine Schwenkwelle (86,126) aufweisen, durch die der Trägerarm in einer in Bezug auf die getriebene Welle (64,114) radial versetzten Stellung derart gehaltert wird, daß die Achse der getriebenen Welle auf einem um die Schwenkochse des Trägerarms erzeugten Bogen

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liegt, der die Achse der Antriebswelle (52,52a) schneidet.

ΙΟ» Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet , daß das Getriebe ein Antriebszahnrad (62), das auf der getriebenen Welle befestigt ist, ein getriebenes Zahnrad (88), das auf der Schwenkwelle (68,126) angeordnet ist und mit dem Antriebszahnrad kämmt, und Einrichtungen (41,42) enthält, um den verschwenkbaren Trägerarm um die Verschwenkwelle verdrehbar einzustellen, um den seitlichen Abstand zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle zu verändern und um die momentane Geschwindigkeit des getriebenen Zahnrades (62) zu steuern.

11. . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e ■ kennzeichnet , daß die Einrichtungen (41,42), um den Trägerarm um die Achse der Verschwenkwelle verdrehbar einzustellen, von entfernten Stellen aus betätigbar sind.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen (66,124) zum Verstellen des seitlichen Abstandes zwisehen der Antriebswelle und der getriebenen WeIlIe so ausgebildet sind, daß die Antriebswelle und die getriebene Welle jeweils parallel ziieinander gehalten werden.

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