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Verpackungsmaschine Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine
für Gegenstände oder Wareneinheiten, vorzugsweise zum Einhüllen in schrumpfende
Kunststoffolie, mit einem Warenförderer, einer Führungsvorrichtung für das Verpackungsmaterial
und einer Schweißvorrichtung mit einem Ober- und einem Unterbügel zum Zusammenfügen
des Verpackungsmaterials.
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Bei Verpackungsmaschinen stellt deren Arbeitsgeschwindigkeit einen
bedeutsamen Faktor im Hinblick auf die Grenzen der Leistungsfähigkeit der Maschine
dar. Zwischen den aufeinanderfolgenden zu verpackenden Gegenständen oder messen
die Verpackungsmaterial-Teile, die bekanntermaßen von liner oberen und einer unteren
Vorratsrolle herkomnen, zusammengeschweißt werden. Infolge der in vielen Fällen
vergleichsweise nicht unerheblichen Höhe der Wareneinheiten, z.B. Kartons lt Flaschen,
Backwaren oder Süßwaren, erfordert die Bewegung er bügelförmigen Schweißelektroden
aus der Ruhestellung in
die Schweißstellung innerhalb des Raumes
zwischne zwei Wereneinheiten und aus diesem Raum wieder hinaus eine verhältnismäßig
lange Zeit, währen der die Wareneinheiten bei bekannten Maschinen nicht in der Förderrichtung
fortschreiten können.
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Dadurch werden der Maschinenbetrieb verzögert: und die Leisten, herabgesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verpackungsmaschine
zu schaffen, mit welcher die geschiTderten Nachteile bekannter Maschinen überwunden
und eine Maschine mit ,.esentlich, schnellerer Arbeitsweise zur Verfügung gestellt
wird.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht erfindungsgemäß durch
eine Verpackungsmaschine mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens der Oberbügel der Schweißvorrichtung
auch in Längsrichtung des Förderweges der T;raren beweglich eingerichtet ist, so
daß der Oberbügel während der Warenbewegung längs des Förderweges in die Schweißstellung
führbar ist. Mit einer derartig ausgebildeten Verpackungsmaschine ist der Vorteil
verbunden, daß die Bewegung d.er zu verpackenden Gegenstände nur während der tatsächlichen
Schweißphase stillsteht. Hiermit wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine beträchtlich
gesteigert, ohne gleichzeitig die Maschinenkonstrucktion sehr zu komplizieren. Das
Schweißen als solches kann gewöhnlich sehr geschwind durchgeführt werden, so daß
das Anhalten der Bewegung der Wareneinheiten während des Schweißens keinen großen
Zeitverlust verursacht, aber es vermittelt andererseits den Vorteil, daß der untere
Elektrodenbügel der Schweißvorrichtung lagemäßig fixiert werden kann, d. h. im Hinblick
auf die Längsrichtung des Fördenfeges der Wareneinheiten ortsfest ist.
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Wenn es erwünscht ist, die zu verpackenden Waren auch während der
Schweißphase in Bewegung zu halten, ist es bei einer erfindungsgemäßen Maschine
nach einer Ausführungsform möglich,
den oberen sind den unteren
5 rr,l der Schweißvorrichtung in einer ein igen Konstruktionseinheit zu vereinigen,
die sich in Richtung des Förderweges der Waren während der Schweißphase zu bewegen
in der Lage ist. Auf diese Weise läßt sich die schnellste Funktionsweise erzielen,
allerdings ergibt sich auch eine etwas aufwendigere Konstruktion der Maschine.
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Die Führung des oberen Bügels zwecks dessen Bewegung in der Fürderrichtung
der zu verpackenden Waren kann verhältnismäßig einfach ausgebildet werden. Es hat
sich herausgestellt, daß eine Vorrichtung mit guter Funktionalität erhalten wird,
wenn der Bewegungsbereich des oberen Bügels im Verhältnis zwil Schweißpunkt im wesentlichen
die Form eines Dreiecks, eines Kreissektors oder dergleichen aufweist. In diesem
Fall befindet sich eine Ecke der Bewegunsbahn im Schweißpunkt, zu dem sich der obere
Bügel schräg von oben her längs einer geraden Linie bewegen und von den sich der
Bügel wieder langes einer geraden Linie schräg nach oben im Verhältnis zur Bewegungsrichtung
der Waren entfernen kann. Eine geschlossene Bewegungsbahn wird durch Verbindung
der oberen Enden der erwähnten linearen Bewegungsbahnen mittels einer linearen Bewegung,
einer Kreisbogenbewegung oder durch eine andere geeignete Bewegung gebildet.
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Eine einfache und zuverlässige Führung des oberen Schweißbügels kann
erfindungsgemäß geschaffen werden, indem die Bewegung des oberer Biigels durch Führungen
gesteuert wird, die sich um eine Achse an Schweißpunkt oder in seiner unmittelbaren
Nähe drehen. In diesem Fall ist nur eine lineare Führung an jedem Ende des sich
bewegenden Schweißbügels erforderlich, außerdem eine Vorrichtung, durch die die
Winkelstellung der Führungen verändert werden kann, so daß sie sich entweder der
abwärtsgehenden Bewegung des Bügels oder seiner aufsteigenden Bewegung annaßt. An
Stelle von drehbeweglichen Führungen ist es jedoch auch möglich, eine fest angeordnete
Führungsbhan zu verwenden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben,
welche nachstehend beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 bis 5 und 7 jeweils einen
schematischen Langsmitten schnitt von sechs verschiedenen Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Maschine, Fig. 6 ein Tragorgan der Maschinen gemäß Fig. 5 und
7.
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Ganz allgemein zeigen die Abbildungen die zu verpackenden Gegenstände
oder Wareneinheiten 1, den Warenförderweg 2, eine obere Verpackungsmaterialroll
3 und eine entsprechende untere Rolle 4. Das von den Rollen 3 und 4 ablaufende Verpackungsmaterial,
z. B. Plastikfolie, wird zwischen den Wareneinheiten 1 mittels einer Schweißvorrichtung
zusammengeschweißt, welche einen beweglichen Oberbügel 5 und einen starr befestigten
oder in geringem Maße beweglichen Unterbügel 6 aufweist. Der Oberbügel 5 erhält
seine Antriebskraft von zwei Antriebszylindern oder anderen Antriebseinheiten, von
denen ein unterer Zylinder 7 dem Bügel eine auiSZ und absteigende Bewegung vermittelt,
während eine obere Antriebseinheit 8 Führungen 9 des Oberbügels 5 in seitlicher
Richtung bewegt. Die Endstellungen der Führungen 9 sind in der Zeichnung mit 9a
und Ob bezeichnet, wobei die Endstellung 9a der aufsteigenden Bewegung des Ober-'
bügels und die Endstellung 9b seiner absteigenden Bewegung entsprechen.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, überträgt die untere Mtriebseinheit 7
eine hin- und hergehende Bewegung auf ein Element 10, welches sich im Rahmen der
Führungen 9 bewegt. Stangen 11 sind mit dem Element 10 verbunden, und ihre entgegengesetzten
Enden sind am Oberbügel 5 befestigt.
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,ahrend der Schweißphase werden die Führungen 9 von der Endstellung
9b zur Endstellung 9a geführt. Diese Bewegung übertragt
sich nicht
oder nur ein wenig auf den eigentlichen Schweißpunkt bzw. die Schweißnahtlinie,
weil das Zentrum der Schweißflächen der Bügel 5 und 6 während der Schweißphase in
der Drehachse 12 der Führungen 9 liegt. Im Anschluß an die Schweißphase drückt die
Antriebseinheit 7 den Oberbügel 5 in Richtung nach oben, und da die Führungen 9
dann in der Endstellung 9a liegen, können die Wareneinheiten und der Oberbügel 5
gleichzeitig bewegt n;rerden. Bei der beschriebenen Ausführungsform braucht die
Vorwärtsbewegung der -rareneinheiten 1 nur während der verhältnismäßig kurzen Zeit
der Schweißphase gestoppt zu werden.
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Falls der Oberbügel 5 nicht durch Führungen 9 geführt wird, vielmehr
die Fiihrung durch die Bewegungsübertragungsstangen 11 vorgesehen ist, an denen
der Oberbügel 5 starr befestigt ist, können die langen Führungen 9 vollständig entfallen,
und die Führung der Stangen 11 läßt sich mit verhältnismäßig kurzen Führungsgliedern
vornehmen beispielsweise in der unmi t-telbaren Nachbarschaft des Unterbügels 6.
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Wenn es sich darum handelt sollte, die bewegten Massen zwecks Steigerung
der Geschwindigkeit des Oberbügele 5 zu verringern, kann die Maschine gemäß Fig.
2 ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist die verhältnismäßig schwere
Antriebseinheit 7 für die auf- und abgehenden Bewegungen des Oberbügels 5 an dem
Grundgestell der Maschine angeordnet. Hier ist auch die Lange der Führung 9 verringert.
Die Antriebskraft wird von der Antriebseinheit 7 zum Oberbügel 5 mittels Stangen
11 übertragen, deren unteres tnde 13 in Führungen 14 verläuft, die fest mit dem
Maschinengestell verbunden sind. Das Oberende der Stangen 11 ist schwenkbeweglich
mit dem Oberbügel 5 verbunden. Die Antriebseinheit 7 und die Führung 14 brauchen
nicht in einer vertikalen Stellung gemäß der Abbildung angeordnet zu sein, vielmehr
können sie gegebenenfalls in einer schrägen Stellung eingebaut sein, um die Höhe
der Maschine herabzusetzen.
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Auch die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist dazu geeignet, die Maschinenhöhe
niedrig zu halten. Dieser Lösungsvorschlag macht es möglich, beträchtlich kürzere
Antriebseinheiten 7 und 8 in Vergleich mit der Maschine gemäß Fig. 2 zu verrunden.
Auch die Zahl der Führungen ist vermindert, da die unteren Führungen 14 durch ein
Hebelsystem 15 ersetzt sind. Die obere Antriebseinheit 8 ist am unteren Ende der
Führungen 9 lokalisiert, und auch bei dieser Ansführungsform läßt sich -die Antriebseinheit
7, falls erforderlich oder gewünscht, schräg einbauen.
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tTenn Veranlassung besteht, den Unterbügel 6 vollständig unbewegt
zu halten, empfiehlt sich eine Ausbildungsweise gemaß Fig. 4. Bei dieser Ausführungsform
ist der Oberbügel 5 starr mit den Stangen 11 verbunden, jedoch ist er dazu eingerichtet,
sich in den Führungen 9 zu drehen, in denen er sich unter der Wirkung von Gelenken
16 bewegt. Aufgrund dessen wird die TTinkelstell u.rg des Oberbügels durch die Winkelstellung
der Stangen 11 festgelegt. Die Führungen 9 sind drehbar arn Punkt 12 angelenkt,
der in der gleichen Entfernung von der oheren Fläche des Unterbilgels 6 liegt wie
die obere Fläche des Oberbügels 5 vom Zentrum der Gelenke 16. Die Drehachse 12 liegt
außerdem in der Längsachse der Führungen 14, aufgrund dessen der Oberbügel 5 stets
in rechtwinkliger Stellung am Schweißpunkt verbleibt, d. h. in vertikaler Stellung
wie der Unterbügel 6. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Bügel in vertikaler
Stellung liegen, vielmehr können auch irgendwelche anderen Winkelstellungen gewählt
werden. Die Hauptsache ist, daß die einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen des
Ober- und Unterbügels stets dazu geeignet sind, eine zuverlässige Schweißnaht während
der Schweißphase zu bilden.
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Wenn- gewünscht wird, daß die Bewegung der Wareneinheiten 1 in keinem
Falle gestoppt wird, muß auch der Unterbügel 6 der Schweißvorrichtung in Längsrichtung
des Förderweges 2 beweglich gemacht werden. Um dies zu erreichen, kann die Ausführungsform
gemäß Fig. 5 verwendet werden. Dieses Beispiel erinnert an die
Ausführungsform
gemäß Fig. 1, jedoch ist die Drehachse 12 der Führungen mehr nach unten gelegt,
und zwar um einen solchen Betrag unter denFörderweg 2, daß auch der Unterbügel 6,
dessen obere~läche dicht an der obersten Fläche des Förderweges 2. liegt, sich im
wesentlichen so viel bewegt, wie die Wareneinheiten 1 während der Schezeißphase.
Der untere Antriebszylinder 7 kann vorteilhafterweise derart angeordnet werden,
daß sein Schwerpunkt dicht an der Achse 12 liegt, wodurch der Einfluß des Trägheitsmomentes
der Antriebseinheit 7 bezüglich einer Drehbewegung rund um die Drehachse 12 klein
sein wird. Dies mag erfordern, daß der bewsgte Teil 17 der Antriebseinheit 7 nach
unten gerichtet ist.
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Wenn der Unterbügel 6 in Bewegung setzbar ist, muß sich auch ein Schlitz
20 zwischen Förderern 18.und.19 zu beiden Seiten des Unterbügels bewegen. Trotzdem
soll die Geschwindigkeit der Waren 1 unabhängig von der Bewegung des Schlitzes 20
gleichförmig verlaufen. Dies kann vorteilhafterweise durch eine-Einrichtung erzielt
werden, die nachstehend unter Bezugnahme auf den Förderer 18 erläutert wird. Dieser
Förderer ist ein Bandförderer, dessen Rollen 21 derart am Grundgestell der Maschine
angebracht sind, daß sie sich in einer Längsrichtung des Förderweges 2 nicht bewegen.
Eine dieser Rollen empfängt ihre Drehbewegung von der Antriebsvorrichtung des Förderers,
die am Maschinengestell befestigt ist. Dadurch hat der Förderer stets die ihm von
der Antriebsvorrichtung vermittelte Geschwindigkeit.
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Frei drehbewegliche Rollen 22 sind demgegenüber an einem besonderen
Rahmen 23 angebracht, der sich in einer Längsrichtung des Förderweges bewegen kann.
Der Rahmen 23 erhält seine Bewegung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von
den Führungen 9, und zwar mittels einer Gelenkhebelstange 24. Auf diese .tTeise
bewegen sich der Rahmen 23, die RoLlen 22 und der Schlitz 20 zusammen mit dem Unterbügel
6 in Längsrichtung des Förderweges 2.
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Falls das Band oder der Gurt des Förderers 18 von unten mittels
eines-
Tragorgans 25 getragen wird, kann dieses Tragorgan gemäß der Darstellung in Fig.
6 ausgebildet sein (siehe dort).
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Dadurch kann das Tragorgan verlängert und verkürzt werden, und zwar
entsprechend dem Abstand zwischen den Rollen 21 und 22. Der eine Teil 25a des Tragorgans
ist am Maschinenkörper fest angebracht, und der andere Teil 25b ist am Rahmen 23
angebracht und bewe-gt sich zusammen mit diesem.
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In Fig. 7 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, um den Unterbügel
6 zu bewegen. Bei dieser Ausführngsform wurde ein Schweißvorrichtungskörper 26 einschließlich
seines kntriebszylinders 7 in einer Längsrichtung des Förderweges 2 beweglich gestaltet,
wie es sich durch die Pfeile 27 ergibt. Auf diese Weise spielt sich die Bewegung
der Schweißvorrichtung in der Bewegungsrichtung der Wareneinheiten während der Schweißphase
ab, wogegen die Zurückbewegung stattfindet, wenn der Oberbügel 5 sich oberhalb der
obersten Ebene der Wareneinheiten befindet. Die Förderer an beiden Seiten des Schweißpunktes
sind entsprechendder Darstellung in Fig. 5 ausgebildet.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den
nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verfirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Patentansprüche