DE2159146A1

DE2159146A1 - Verfahren zum verpacken von artikeln und verpackungsmaschine zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2159146A1
Application number: DE2159146A
Authority: DE
Inventors: Roy W Carnes
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1971-11-29
Publication date: 1973-06-07
Also published as: GB1327971A; CA968267A; US3792561A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

D1PL.-ING. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipx.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN SAHA POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

AMl. IN00EP0RATED, 261 Maaison Avenue, New York, N.Y. 10016,

V.St.Ao

Verfahren zum Verpacken von Artikeln und Verpackungsmaschine zur Ausübung des Verfahrens„ *

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verpackungstechnik und betrifft insbesondere die Herstellung von Kunststoffpackungen, die die zu verpackenden Artikel eng umschließen.

Kunststoffe, beispielsweise Polyäthylen, in dünnen Folien als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel und dergleichen haben in den letzten Jahren eine weite Verbreitung gefunden und sind vom Kunden gut angenommen worden· Wegen dieser Beliebtheit sind eine Reihe von besonderen Verpackungsmaschinen konstruiert worden, die solche Plastikfolien als Verpackungsmaterial verwenden. In einem üblichen Arbeitszyklus befördert eine solche Maschine den zu verpackenden Artikel durch eine Bearbeitungsstation, in der eine Folie eines thermoplastischen Verpackungsmaterials, die von einer Vorratsrolle abgezogen wird, über und unter dem Artikel zugeführt wird. Die Verpackung geschieht durch Verschweißen der beiden thermoplastischen Folien miteinander auf den vier Seiten des Artikels.

Eine Schwierigkeit, die bei diesem Verpackungsvorgang auftritt, liegt in der Kompaktheit der Packung, d.i. wie nahe das Produkt oder die. Produktengruppe an den Rändern der

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Packung liegt. Eine "lose" Packung kann unhandlich und unansehnlich sein und eine Maschine, die solch eine Packung herstellt, ist weniger effektiv als eine andere, die daa nicht tut«

Die Erfindung ist daher auf Verbesserungen in der Formung Ton Packungen aus Verpaokungsmaterialfolien gerichtet. Diese Verbesserungen betreffen ein Verfahren zum Vereinigen eines Folienmaterials rund um eine Packung in der Weise, daß das Material die zu verpackenden Artikel eng umschließt. Sie betreffen ferner in einer Verpackungsmaschine eine Abmeßvorriohtung für das Verpackungsmaterial, die für jede in der Maschine geformte Packung eine genaue Länge des Verpackungsmaterials vorsieht; sowie ein Verfahren, nach dem die Artikel in einer halbfertigen Packung gegen den einen Paokungsrand geschoben werden, um so eine Packung herzustellen, in der die Artikel sich ganz nahe an den Seiten der Pakkung befinden·

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht ein Verfahren gemäß der Erfindung folgende Schritte vor: Eine Gruppe von Artikeln wird durch eine Bearbeitungsstation vorgefördert; eine vorbestimmte Länge des Verpackungsmaterials wird unter und über den Artikeln durch die Bearbeitungsstation transportiert; am Ende der Bearbeitungsstation wird die Vorderseite der Packung abgedichtet und die Gruppe von Artikeln wird in der Bearbeitungsetation gegen das Vorderende der Packung geschoben·^

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend eine Verpackungsvorrichtung, die die erfindungswesentlichen Merkmale aufweist, anhand der beigefügten Zeichnungen genauer erläutert· Ee seigern

i eine Seitenansicht einer Verpackungsvorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält;

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Pig·2 eine -teilweise gebrochene Vorderansioht der erfindungsgeaäßen Abziehvorrichtung für das Verpackungsmaterial;

Pig·3 eine Seitenansicht der in Pig»2 dargestellten Vor«· richtung;

Pig·4 eine Seitenansicht der Verpackungsvorrichtung, die eine Artikelgruppieranordnung'gemäß der Erfindung «eigtf

Pig·5 eine Rückansicht der in Pig«4 gezeigten Anordnungο

Die erfindungsvresentlichen Merkmale werden hier in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine erläutert, die sohematisoh in der U.S.A.-Patentschrift 3 503 175 und genauer in der schwebenden TJ.S.A.-Patentanmeldung Ur. 879 768 vom 25*11· 1969 offenbart ist·

Diese Vorrichtung soll anhand der. Pig«1 kurz geschildert werden· In einer derartigen Vorrichtung werden die zu verpackenden Artikel von einem ersten Pörderer 10 (die Bezugsziffern in der vorliegenden Anmeldung stimmen nicht unbedingt mit denjenigen der genannten Patentschrift oder der schwebenden Anmeldung überein) zu einem Gatter 12 befördert, das öffnet, wenn eine Pühleinrichtung 14 einen Artikel oder eine vorbestimmte Gruppe von Artikeln wahrnimmt. Wenn das Gatter öffnet, werden die Artikel einem zweiten Förderer 18 zugeführt, der die Artikel an einer zweiten Fülleinrichtung vorbei zu einer Bearbeitungsstation 22 transportiert, die einen eigenen Förderer 24 aufweist.

Oberhalb der Bearbeitungsstation 22 sind zwei Aufgebewalzen 26 für die Kunststoffolie angeordnet, die eine Bahn 27 der Kunststoffolie von einer Vorwiokeltrommel 28 abziehen, um sie zur Bearbeitungsstation 22 oberhalb des Verpackungsgutes anzuliefern· In gleicher Weise sind auch unter der Bearbei·»

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tungsstation zwei Aufgebewalζen 30 montiert, die eine Kunstetoffolienbahn 31 von einer Vorwickeltrommel 32 abziehen und in die Bearbeitungsstation zwischen dem zu verpackenden Artikel bzw· der Artikelgruppe und dem Förderer 24 vorschieben. Die beiden Kunststoffolien werden an ihren Seiten aufeinandergelegt und duroh zwei Seitensohweißeinrichtungen 34, eine auf jeder Seite der Vorrichtung, transportiert. Der Abstand zwischen den beiden Seitenschweißeinrichtungen und den funktionellen Teilen des Förderers 24 ist verstellbar, um die Breite der Packung auf den zu verpackenden Artikel bzw. die Artikel zuzumessen, wie in der erwähnten schwebenden Anmeldung genauer erläutert ist.

Zwischen, den Aufgebewalzen und den Vorwiokeltrommeln sind mehrere Zwischenrollen 35 vorgesehen, um im Fall eines Festklemmens einen Ausgleich zu ermöglichen. Außerdem sind am Rahmen der Vorrichtung ein Perforierrad und ein Amboß 36 angebracht, um die obere Folie 27 mit einer Perforation in Längsrichtung zu versehen, deren Zweck in der erwähnten Patentschrift im einzelnen erläutert ist·

Am Hinterende des Förderers 24 ist eine Endsohweiß- und -schneidevorrichtung 38 angeordnet, die betätigt wird, wenn der Förderer 24 und die Seitensohweißeinriohtungen eine Gruppe von Artikeln und die entsprechenden Längen des Verpak«· kungsmaterials durch die Bearbeitungsstation anliefern« Die Vorrichtung 38 formt die Vorderseite der Packung. Nachdem die Fülleinrichtung 20 den Förderer der Bearbeitungsstation und den Folienzuführmechanismus erneut in Sang gesetzt hat, um eine nächste Gruppe von Artikeln und Folienlängen durch die Bearbeitungsstation zu transportieren, wird duroh Betätigung der Endsohweiß- und -schneidevorrichtung 38 das Hinterende der Packung geformt, deren Vorderende und ein Teil der Seiten im vorausgegangenen Zyklus gebildet wurden und gleichzeitig das Vorderende der nächsten Packung, wie dies in

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der U.S.A.-Patentschrift im Detail beschrieben ist·

Ein Ausbringförderer 40 transportiert die fertigen Packungen zu einer Verladeeinrichtung 41» die dann die fertigen Packungen zu einer Übergangsstelle bringt, wo die Packungen aus der Vorrichtung entlassen werden.

Die Förderer 10, 18, 24 und 40 werden von einem Motor 42 über eine Antriebsverbindung 44, die in der erwähnten sohwebenden Patentanmeldung genauer gesohildert ist, kontinuier« lieh angetrieben. Dabei wird der Verpackungsvorgang durch einen nicht gezeigten Kupplungs- und Breasmechanismus gesteuert, der mit den Fühleinrichtungen 14 und 20 funktionell gekuppelt ist, sowie durch eine Steuerung für die Aufgebewalzen 26 und 30 und die Endsohweiß- und -sohneideeinrich-» . tung 38. Der Arbeitsgang ist intermittierend, wobei der Vorschub der Artikel und Folienbahn durch die Bearbeitungsstation von dem Kupplungs- und BreÄsmechanismus unterbrochen wird, während die Einrichtung 38 das Vorderende und das Hinterende einer jeden Packung formt, und wieder in Gang gesetzt wird, wenn die Fühleinrichtung 20 eine Gruppe von Artikeln wahrnimmt. Die Fühleinrichtung 14 und das Gatter 12 sorgen für die richtige Beabatandung der auf den Förderern 10 und 18 transportierten Artikel, wie dies in der TJ_OS»A·- Patentsohrift 3 503 175 im einzelnen erläutert ist.

Wie aus den Fig.2 bis 5, sowie Fig.1 ersichtlich^ ist näohst der Bearbeitungsstation eine Vorrichtung zum Steuern der Paokungslänge angeordnet, die dafür sorgt, daß die Packungen in Längsrichtung dicht gepackt sind. Zu dieser Vorrichtung gehören ein gesteuerter und regelbarer Folieneinführmeohanismus 50 und ein Artikelgruppiermeohanismus 52·

Der FoIieneinführmechanismus 50 ist in einem Gehäuse 54 untergebraoht und weist eine erste Welle 56 auf, die in einer an der Gehäusewand 60 angeformten Buohse 58 drehbar aufgenom-

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men ist, sowie eine dazu parallele, zweite Welle 62, die gegen die Welle 56 versetzt ist und in einer Wand 64 des Gehäuses 54 gegenüber der Gehäusewand 60 gehaltert ist· Beide Wellen reichen, wie aus Pig· 2 ersichtlich, nur ein Stück weit in das Gehäuse hinein« Am Ende der Wellen 56 und 62 ist je eine Andruckscheibe 66 bzw. 68 angebracht· Die beiden Scheiben haben einen Abstand voneinander«

Zwischen der Decke und dem Boden des Gehäuses 54 ist parallel zu den Scheiben 66 und 68 und zwischen diesen eine Stange 70 befestigt· Eine Reibrolle 72 ist auf einer Buchse 73 drehbar gelagert, die auf die Stange 70 aufgeschraubt ist· Die Welle 62 ist derart bemessen und angeordnet, daß die Andruckscheibe 68 mit der Reibrolle 72 in Kontakt steht· Die Andruclssoheibe 66 wird von einer Feder 74_f die um die Buchse 58 gelegt und zwischen der Wand 60 des Gehäuses und einem mit der Andrucksoheibe 66 verbundenen Axialdrucklager 76 eingespannt ist, gegen die Reibrolle 72 gedrückt· Die Lage der Reibrolle 72 auf der Stange 70 läßt sich durch Drehen eines Knopfes 78 in vertikaler Richtung verstellen. Dabei wandert die Buchse 73 aufgrund der Schraubverbindung auf der Stange 70 nach oben oder unten, je nachdem, in welcher Richtung der Knopf 78 gedreht wird·

An der Seitenwand 64 des Gehäuses 54 ist ein kleines Gehäuse 80 befestigt. Die Welle 62 ragt aus dem Gehäuse 54 vor und auf ihrem vorstehenden !Peil ist ein Exzenter 82 befestigt· In einem Abstand von diesem Exzenter ist in dem Gehäuse 80 ein Mikroschalter 84 angebracht. Ein Schaltarm 85 ist an dem Gehäuse im Abstand zum Exzenter 82 und zu/i Mikroschelter befestigt. Aufgrund dieser Anordnung bewirkt der Exzenter 82, daß der Schaltarm 85 den Mikroschalter 84 jeweils an der gleichen Stelle in jeder Umdrehung der Welle 62 schaltete

Auf der Welle 56 sitzt ein Kettenrad 86, das über eine Kette 88 mit einem gleichen Kettenrad 90 verbunden ist, welches .

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mit den Aufgebewalzen 26 für die Kunststoffolie gekuppelt ist.

Wenn im Betrieb der Anlage die Fühleinrichtung 20 den Vorderrand einer Gruppe von Artikeln am Eingang der Bearbeitungsstation wahrnimmt, werden die Aufgebewalzen 26 und 30 betätigt und führen eine Folienbahn oberhalb und unterhalb der Artikel in die Bearbeitungsstation ein. Die Aufgebewalzen drehen sich so lange, bis die Welle 62, die mit den Aufgebewalzen über die Kettenräder 86 und 90 und die Kette 88 verbunden ist, eine Umdrehung ausgeführt hat. Zu diesem Zeitpunkt wird der Mikroschalter 84 betätigt und schaltet die Folieneinführung ab und setzt die Endsohweiß- und -schneideeinrichtung in Gang, die genau abgepaßte längen der eingeführten Folienbahnen abschneidet.

Das Ausmaß der zugeführten Folie kann präzis auf die Größe der Fackung abgestimmt werden, indem man die vertikale Lage der Reibrolle 72 auf der Stange 70 am Knopf 78 entsprechend einstellt. Diese vertikale Verstellung der Reibrolle 72 steuert das Ausmaß der Drehung der Andruckseheibe 66, das erforderlich ist, um die Andruckscheibe 68 und damit auch die Welle 62 eine Umdrehung ausführen zu lassen· Dies ist in der Versetzung der Wellen 56 und 62 gegeneinander begründet· Da die Drehung der Andruckplatte 66 über die Welle 56, die Kettenräder 86 und 90 und die Kette 88 auf die Aufgebewalzen übertragen wird, ist die zugeführte Folienlänge durch Drehen des Knopfes 78 regelbar und kann genau gewählt werden«»

Der Artikelgruppiermechanismus 52 weist eine Welle 100 auf, die in seitlichen Rahmenteilen 102 und 104 der Vorrichtung schwenkbar gelagert ist· Die Welle ist ein gutes Stück oberhalb der Bearbeitungsstation 22 angebrachte Auf der Welle 100 sitzen zwei Arme 106 und 108, die nach unten zur Bearbeitungsstation ragen. Am Ende der Arme 106 und 108 ist eine Sohubstange 110 festgemacht. Die Welle 100 wird von einer Betäti-

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gungseinrichtung 112 bewegt, zu der ein doppeltwirkender Druckluftzylinder 114 gehört, der an einem Bock 116 an einem oberen Rahmenteil 118 befestigt ist. Der Druckluftzylinder weist eine Kolbenstange 120 auf, die nach unten steht und mit einem Hebel 122 verbunden ist. Der Hebel 122 ist mit der Welle 100 derart verbunden, daß er bei Betätigung des Druckluftzylinders die Welle 100 entweder von ihrer inaktiven Stellung, in der die Schubstange 110 die in Fig.1 gestrichelt dargestellte Lage einnimmt, in die aktive Stellung überführt, die in Fig.1 in ausgezogenen Linien gezeigt ist und in der die Schubstange so liegt, daß sie die Artikel in der Bearbeitungsstation gegen das Vorderende der von der Endschweißeinrichtung 38 geformten Packung schiebt, oder umgekehrt aus der aktiven Stellung in die inaktive Stellung.

Beide Seiten des DruckluftZylinders 114 sind über Kupplungsstücke 123 und 124 und Schläuche 126 bzw. 128 an eine nicht gezeigte Druckluftquelle angeschlossene

Da die Sohubstange an der Vorderseite der Pühleinriohtung 20 vorbeigeht, wenn sie von der aktiven in die inaktive Stellung oder umgekehrt bewegt wird, ist ein Mkrosohalter 129 vorgesehen, der die kühleinrichtung 20 unwirksam macht, während die Schubstange in Tätigkeit ist. Der Mikroschalter 129 ist am seitlichen Rahmenteil 102 angebracht und weist einen Schaltarm 129a auf. Im Abstand von diesem Schaltarm sitzt auf dem Ende der Well· 100 ein Exzenter 130, der den Mikrosehalter 129 betätigt, wenn die Betätigungseinrichtung die Schubstange in die aktive Stellung bewegt. Dadurch wird die Pühleinriohtung aus dem Betriebszyklus der Vorrichtung' ausgesperrt, bis die Betätigungseinrichtung die Schubstange wieder in die inaktive Stellung zurückholt·

Die Schubstange wird in ihrer inaktiven Stellung gehalten, bis der Mikrosohalter 84 betätigt wird und die Polieneinfüh«

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rung abschaltet und die Endsehweißeinriohtung 38 in Gang setzt, um die Vorderseite einer Packung zu formen· Der Mikrosohalter 84· ist auch noch mit dem Druckluft zylinder 114 verbunden· Wenn also die Vorderseite einer Packung geformt ist, wird die Schubstange 110 in ihre aktive Stellung überführt, in der Sie die Artikel in dem Bearbeitungsbereioh gegen das Vorderende der eben von der Endaohweißeinriohtung geformten Packung schiebt· Nach einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne wird der Druckluftzylinder 114 in dem Sinne beaufschlagt, daß er die Schubstange in ihre inaktive Stellung überführt·

Das Zusammenwirken des zumessenden FoIieneinführmeohanismus 50 und des Artikelgruppiermechanismus 52 gewährleistet eine kompakte Packung, da die Artikel vom letztgenannten Meohanismus zum Vorderende der Packung geschoben werden und die Lage des Hinterendes der Packung vom Foilenzuführmeohanismus ganz knapp hinter dem Rückende der Artikel festgelegt wird·

Gegenüber dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel sind im Rahmen der Erfindung Abänderungen mögliche

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Claims

- ίο -

Patentansprüche

Verfahren zum Verpacken von Artikeln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Artikeln durch eine Bearbeitungastation vorgefördert wird, daß eine bestimmte abgepaßte Länge von Verpackungsmaterial durch die Bearbeitungsstation in zwei Bahnen oberhalb und unterhalb der Artikel während deren Durchlaufen der Verpackungsstation -vorgeschoben wird, daß die beiden Bahnen des Verpackungsmaterials am Ende des Bearbeitungsbereiches miteinander dichtend verbunden werden, um das Vorderende einer Pak~ kung au bilden, und daß die Gruppe von Artikeln in der Bearbeitungsstation gegen das Vorderende der Packung geschoben wird·

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen des Verpackungsmaterials an beiden Seiten der Artikel miteinander dichtend verbunden werden·

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich·· net, daß zum Schieben der Artikel gegen das Vorderende der Packung eine Schubstange verwendet wird, die an dem Hinterende der Artikelgruppe angreift«

4· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zumessen einer vorgegebenen Länge von Verpackungsmaterial mit Hilfe von rotierenden Aufgebewalxen Bahnen des Verpackungsmaterials von einer Vor« wickeltrommel abgezogen werden und das Ausmaß der Drehung der Aufgebewalzen gesteuert wird·

5· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da-· durch gekennzeichnet, daß die Artikelgruppe aus der Bearbeitungsstation vorgeschoben wird und die beiden Bahnen des Verpackungsmaterials am Ende der Bearbeitungastation Miteinander dichtend verbunden werden, um das Hinterende der Packung zu bilden·

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6. Verpackungsmaschine zur Ausübung dee Verfahrens nach einem äer vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen gesteuerten und verstellbaren ELnführmeehanismus (50) für die PoIIe oder das sonstige Verpakkungsmaterial zum Zumessen einer einstellbaren lOlienlänge und einen Artikelgruppiermeohanismus (52) zum Anordnen der Artikel innerhalb der Packung aufweist»

β Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Binführmeohanismws eine Welle (56) auf-· weist, die an Aufgebewalzen (26) über eine Antriebsverbindung (86,88,90) angeschlossen ist, sowie eine weitere Welle (62), die über eine Verstellanordnung (66,68,72) mit der ersten Welle (56) gekuppelt ist und jeweils nach einem vorgegebenen Drehsehritt, z.B. einer vollen Umdrehung, einen Schalter (84·) betätigt, welcher <äsn Antrieb der Aufgebewalzen ausschaltete

8. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellanordnung die Übersetzung von der antreibenden Welle (56) auf die angetriebene Welle (62) und damit das Ausmaß der Drehung der Aufgebewalzen bestimmt·

9ο Verpackungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen parallel, aber gegeneinander versetzt angeordnet sind und auf ihren voneinander beabstandet en, einander zugekehrten Enden jeweils eine An« druckscheibe (66,68) tragen und daß zwischen den beiden beabstandeten Andruckscheiben eine auf einer Stange (70) verstellbare Reibrolle (72) im Kontakt mit beiden Andruckscheiben derart angebracht ist, daß ihre Lage auf der Stange das Ausmaß der Übertragung der Drehung der ersten Welle auf die zweite Welle und damit den Drehschritt der Aufgebewalzen bis zur Abschaltung durch den Schalter (84) bestimmt·

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10· Verpackungsmaschine nach Anspruch 9» dadurch gekenn·* zeichnet, daß die Reibrolle (72)* durch Drehen eines Knopfes (78) auf der Stange yersohieblioh ist·

11· Verpackungsmaschine nach Anspruch 6 oder einem der folgenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß zu dem Artikelgruppiermeohanismus (52) eine Schubstange (110) gehört, die von einer inaktiven in eine aktive Stellung schwenkbar ist und in ihrer aktiven Stellung in der Bearbeitungszone die zu verpackenden Artikel in einer am Vorderrand bereits verschlossenen Packung gegen diesen Vorderrand der Paokung schiebt·

12· Verpackungsmaschine naoh Anspruch 11, daduroh gekennzeichnet, daß zum Verschwenken der Schubstange ein Druckluft zylinder (114) vorgesehen ist, der von dem zu dem Einführmeohanismus (50) gehörigen Schalter (84) in dem Sinne gesteuert wird, daß er die Schubstange in die aktive Stellung überführt, wenn die Aufgebewalzen (26) außer Gang gesetzt sind und das Vorder ende der Packung bereits verschlossen ist·

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