DE2437124C3 - Vakuumverpackungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Arbeitsstation aus Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei das eine der Werkzeugteile über eine Kolbenzylindereinrichuing gegen das andere bewegbar ist und die Kolbenzylindereinrichtung in einer ersten Phase so lange mit einem unter geringem Druck stehenden Medium und, nachdem die beiden Werkzeugteile sich nahezu berühren, in einer zweiten Phase mit einem unter Arbeitsdruck stehenden Medium beaufschlagbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 24 03 912 bekannt. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine Presse, die mit sehr hohen Drücken arbeitel. Die Ausbildung der zweistufigen Druckzufuhr der Presse soll dazu dienen, daß trotz einer schnellen Bewegung des Stempels und der damit erforderlichen großen Förderleistung die Gesamtpumpleistung herabgesetzt werden kann.

Es sind auch Sicherheitseinrichtungen bei Vakuumverpackungsmaschinen bekannt. Bei den bekannten Sicherheitsvorrichtungen tritt aber das Problem auf, daß von der Bedienungsperson die Sicherheitsvorrichtungen absichtlich oder auch unabsichtlich abgeschaltet oder geschickt umgangen werden. Diese Gefahr wird insbesondere dann groß, wenn es sich um eine Vakuumverpackungsmaschine handelt, bei der die Arbeitsstationen relativ zum Rahmen und gegebenenfalls auch relativ zueinander in ihrem Abstand verstellbar sind, weil die erforderliche Nachjustierung der Sicherheitsvorrichtungen nicht immer einfach ist oder auch von der Bedienungsperson trotz arbeitsrechtlicher Vorschriften nicht immer vollzogen wird. Da bei den sich aufeinander zu bewegenden Werkzeugteilen Kräfte in der Größenordnung von 300 kp und mehr wirksam sind, treten trotz der an der Vorrichtung vorgesehenen Sicherheitsvorrichtung dadurch immer wieder Verletzungen auf. die sogar zu Teilamputationcn führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumverpakkungsmaschine mit einer Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß beim Hineingreifen zwischen die sich aufeinander zu bewegenden Werkzeugteile Verletzungen vermieden werden, wobei die Sicherheitsvorrichtung während des Betriebes der Werkzeuge nicht abschaltbar oder überbrückbar sein solL

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung mit einer Arbeitsstation aus Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei das eine der Werkzeugteile über eine Kolbenzylindereinrichtung gegen das andere bewegbar ist und die Kolbenzylindereinrichtung in einer ersten Phase so lange mit einem unter geringem Druck stehenden Medium und, nachdem die beiden Werkzeugteile sich nahezu berühren, in einer zweiten Phase mit einem unter Arbeitsdruck stehenden Medium beaufschlagbar ist, gelöst, die gekennzeichnet ist durch ihre Verwendung bei einer Vakuumverpackungsmaschine zur Herstellung versiegelter Packungen, zum Zweck des Vermeidens von Verletzungen beim Hineingreifen zwischen die sich aufeinander zu bewegenden Werkzeugteile.

Im weiteren wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vakuumverpackungsmaschine, bei der die eine Seitenwand abgenommen ist und die Arbeitsstatior im Schnitt dargestellt ist.

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Vakuumverpakkungsmaschine der ir F i g. 1 gezeigten Auführunjjsform entlang der Linie U-Il, und

F 1 g. 3 die in F i g. 2 gezeigte Arbeitsstation in eiwas vereinfachter Darstellung mit einem Hydraulikschaltplan für die Druckmii telzufuhr.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Vakuumverpackungsmaschine weist einen Maschinenrahmen 4, 25 auf, von dem die dem Betrachter zugewandte Seite 2'5 zur Verdeutlichung weggeiassen ist. Über Gleitlager 26,27,28 sind Stangen 5,18 mit dem Maschinenrahmen 4, 25 und gegen diesen hin- und herschiebbar verbunden. Die Stangen 5,18 werden von einer Vorschubzylindereinrichtung 11 aus einem Zylinder 12, einem Kolben 13, einer Kolbenstange 14 und einem mit den Stangen festverbundenen Verbindungsglied 15 relativ zum Rahmen hin- und herbewegt.

Die Stangen tragen Arbeitsstationen 1, 2, 3. Die Arbeitsstationen sind in dem dargestellten Ausführungsbcispiel in der am besten aus Fig.2 zu ersehenden Weise über Klemmverbindungen 29, 30, 31, 32 mit den Stangen verbunden.

Bei den drei in dem Ausführungsbeispiel in F i g. 1 gezeigten Arbeitsstationen handelt es sich um die Tiefziehstation 1, die Vakuumstation 2, die Schneidestation 3. Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Arbeitsstation ist am besten in F i g. 2 zu erkennen, in der die Vakuumstation 2 schematisch im Schnitt dargestellt ist. Die Arbeitsstation weist ein Werkzeugoberteil 21 und ein Werkzeugunterteil 22 auf Das Werkzeugoberteil 21 bildet mit zwei Seitenwänder 19,20 und einem Joch 23 einen festen Rahmen. An der Seitenwänden 19,20 sind in Höhe der Stangen 5,18 au der Innenseite des Rahmens Klemmen 29, 32 fest mi den Seitenwänden verbunden. Die Klemmen wiederun sind über eine Klemmverbindung fest mit den Stange! 5,18 verbunden, wodurch der Rahmen von den Stange getragen und bei einer Hin· und Herbewegung de Stangen relativ zum Maschinenrahmen 4, 25 hin- un herbewegt wird.

Unterhalb des Werkzcugoberteilcs 21 ist di Werkzeugunterteil 22 vorgesehen. Das Wcrkzeuguntei teil 22 wird von einer Kolbcn-Zylindcreinrichtiing 1

aus Zylinder 33, Kolben 34, Kolbenstange 35 und einer Hubplatte 36 relativ zum Werkzeugoberteil hin- und herbewegt Das Werkzeugobertei! 21 und das Werkzeugunierteil 22 bilden die Vakuumkammer. Die Kammer ist in üblicher Weise über nichtdargeste/lte Verbindungsleitungen mit einer Vakuumpumpe verbunden. Die Kolben-Zylindereinrichtung 24 ist mit einer nichtgezeigten Hydraulikzuführung verbunden.

Durch Betätigen der Kolben-Zylindereinrichtung 24 wird die Vakuumstation geöffnet bzw. geschlossen. Die Hub- und Schließkraft wirkt dabei nur auf den Rahmen aus den Seilenteilen 19, 20, dem Werkzeugoberteil 21 und dem Joch 23, nicht aber auf den Maschinenrahmen. Dadurch wird die Stabilität der Maschine wesentlich erhöht. ,₅

Die Arbeitsstationen 1 und 3 haben vom Prinzip her den gleichen Aufbau wie die in Fig.2 gezeigte Arbeitsstatior.. Sie bestehen ebenfalls aus einem Werkzeugoberteil, welches mit Seitenwänden u,id einem /och einen Rahmen bildet, und einem Werkzeugunterteil, welches über cmc Kolben-Zylindereinrichtung, die im Joch befestigt ist, relativ zum Werk/eng oberteil hin- und herbewegt wird. Die Kolben-Zylinder einheit ist jeweils mit einer Druckmittelzufuhr verbunden.

Die Maschine arbeitet in der Weise, daß die Packstoffbahn in der in Fig. 1 gezeigten Darstellung von rechts kommend von den Führungsketten 10, 10' auf beiden Seiten ergriffen und in kontinuierlicher Bewegung bei I Im und Herbewegung der Stangen 5,18 nach links geführt wird. Im ersten Arbeitstakt werden die Stangen 5, 18 nach rechts zurückgeführt. Dabei sind die Werkzeugunterteile in die geöffnete Stellung nach unten abgesenkt. In der rechten Endstellung der Stangen 5, 18 werden die Werkzeugunterteile durch die Kolben-Zylindereinrichtungen nach oben bewegt und die Werkzeuge geschlossen. Gleichzeitig bewegen sich dann die Werkzeuge 1, 2,3 in geschlossener Stellung mit der durch die Ketten 10,10'geführten Materialbahn von rechts nach links. Wahrend dieser Bewegungsphase werden in Station I die Behälter tiefgezogen, in Station 2 .ldet die eigentliche Vakuumverpackung (F.rzeugen des Vakuums, Verschweißen der Ränder der Verpakkung aus Ober- und Unterbahn) und in Fig. 3 das Trennen der hintereinander angeordneten Packungen statt. An dem in der F i g. 1 auf der linken Seite liegenden linde des Bewegungsweges der Stangen 5, 1« werden die Werk/enge durch Absenken der Unterteile geöffnet. Dadurch können die Arbeitsstationen relativ zur Matcnalbahn frei bewegt werden. Durch die anschließende Rückwärtsbewegung der Stangen 5, 18 nach rechts werden die Arbeitsstationen in die Ausgangsstellung zurüekbewcgt, und der Arbeitsgang kann von neuem beginnen. Die Länge des Bewegungsweges der Stangen 5, 18 wird dabei so gewählt, daß von der Freigabe der Materialbahn durch die Arbeitsstationen am linken Totpunkt des Bewegungsweges der Stange bis zum rechten Totpunkt des Bewegungsweges der Stangen die Materialbahn gerade um so viel weiterbewegt ist, daß die Arbeilsstalionen das jeweils noch nicht verarbeitete Material erfassen. Dabei kann die Länge des Min- und I lcrbcwegiingsweges der Stangen durch Steuerung tier Druckmittelzufuhr /11 der Vorschubeinrichtung 11 eingestellt werden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die (,$ Vorschubeinrichtung It in der Mitte zwischen den beiden Stangen 5, 18 so angebracht, daß sie über das Verbindungodemeni 15 mit beiden Stangen 5, 18 in Verbindung steht und so die Stangen gleichzeitig bewegt.

Der Abstand der Arbeitsstationen 1, 2, 3 zueinander kann verändert werden, indem die Klemmverbindungen 29,32 gelockert und die Rahmen aus Werkzeugoberteil, Seitenwänden und Joch relativ zu den Stangen verschoben werden. Auch bei Verschiebung der Arbeitsstationen auf diese Weise bleiben die Werkzeuge mittig zu den aus den Seitenwänden 19, 20 und dem Joch 23 gebildeten Werkzeugträger angeordnet. Dadurch wird die Stabilität der Arbeitsstationen erhöht. Durch die Verschiebung der Arbeitsstationen gegeneinander wird es möglich, den Abstand der Werkzeugstationen jeweils einem bestimmten Rapport anzupassen.

Wie in den Fig.2 und 3 zu sehen ist, ist an der Seitenwand 19 des Rahmens ein Grenzschalter 50 angebracht, der durch einen an der Hubplatte 36 befestigten und nach unten gerichteten Kurvenkörper 51 aus einer ersten in eine zweite Stellung geschaltet wird. Das Umschalten des Grenzschaltcrs 50 aus einer ersten stabilen Stellung in eine zweite Stellung erfolgt gemäß F i g. 3, sobald der Abstand zwischen Werkzeugoberteil 21 und Werkzeugunterteil 22 einen vorgegebenen Wert erreicht. Bei Öffnung des Werkzeuges, d. h. bei einem Absenken des Werkzeugunterteiles, kehrt der Grenzschalter 50 in seine stabile Ausgangsstellung zurück.

Der Grunzschalter 50 ist über nichtgezcigtc Leitungsdrähte mit einer Steuerung der Druckmittelzufuhr zu der Kolben Zylindereinrichtung 24 verbunden. Die Steuerung erfolgt im wesentlichen über ein erstes Magnetventil 53 und ein zweites Magnetventil 54. Das Magnetventil 53 kann die in Fig. 3 gezeigten drei möglichen Schaltzustände a. b. c und das Magnetventil 54 die möglichen Schaltzustände a. b annehmen. Durch das Magnetventil 53 wird die Verbindung zwischen einer Leitung 68, über die ein unter niederem Druck in der Größenordnung von 5 bar stehendes Fluidmedium zugeführt wird, und einer zu der unteren Kammer 69 des Zylinders 33 führenden Leitung 52 sowie einer zu der oberen Kammer 66 des Zylinders 33 führenden Leitung 67 und dem Ausgang einer Rücklaufleitung gesteuert.

Über das zweite Magnetventil 54 wird die Verbindung zwischen einer I .eitung 70, die ein unter normalem Pumpendruck (in der Größenordnung von 70 bar) stehendes Fluidmedium zuführt, und einerseits einer Leitung 71, die über eine anschließende Leitung 65 zu der Leitung 52 führt, und andererseits die Verbindung zwischen der Leitung 70 und einer ein Drossel- oder Druckzuschaltventil 55 aufweisenden Leitung 61 ge steuert. Die Leitung 61 führt zu einem Druckübersetze:· 56. Der Druckübersetzer besteht in der gezeigten Ausführungsform aus zwei Zylindern 57 und 58, einem Kolben 59 mit einem großen, dem Querschnitt des Zylinders 57 entsprechenden Querschnitt und einem damit verbundenen, in Jen zweiten Zylinder 58 hineinragenden Kolben 60. Der Kolben 60 besitzt einen kleineren wirksamen Querschnitt. Das Verhältnis zwischen wirksamer Fläche (Querschnitt des Kolbens 59 und des Kolbens 60) wird entsprechend der gewünschten Drucküberselzung gewählt.

Der Kolben 59 unterteilt den Zylinder 57 in eine mit der Zuführungsleitung 61 verbundene Kammer 72 und eine mit einer Rücklaufleitung verbundene Kammer 73. Der Ausgang der Rücklauflcilung 62 wird ebenfalls durch das Magnetventil 54 gesteuert. Der Zylinder 58 ist über eine Leitung 63 mit der Leitung 65 verbunden, /.wischen dem Verbindungspunkt von Leitung 65 und

Leitung 71 ist ein Rückschlagventil 66 vorgesehen, welches nur in Richtung zur Leitung 65 und damit zum Zylinder 33 durchlässig ist.

In der ersten Phase, in der das Werk/.eugunlcrtcil 22 aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung bewegt werden soll, befinden sich die Magnetventile 53 und 54 jeweils in der mit a bezeichneten Stellung. Der Zylinder 33 der Kolbcn-Zylindcr-Einriehtung 24 ist dann mil der Druckmittelzufuhrlcilung 52 und über diese mit der Druckmittelleitung 68 verbunden. Die obere Kammer 66 ist über die Leitung 67 mit der Rücklaufleitung verbunden. Die Leitung 70 ist über die Leitung 62 mit der Kammer 73 verbunden, und die Kammer 72 wird über die Leitung 61 mit der Rücklaufleitiing verbunden. Durch das über die Leitung 70 und die Leitung 62 zugeführte Druckmittel wird der Kolben 59 so weil nach links bewegt, daß der Kolben 60 gerade nicht mehr in den Raum 58 hineinragt. Durch das über die Leitungen 68 und 52 in die Kammer 69 gefühlte Druckmittel wird der Kolben 34 nach oben bewegt. Damit wird das Werkzeugunterteil 22 in die in F^:ig. 3 gezeigte Stellung geführt. Sobald der Abstand zwischen Werkzeugoberteil 21 und Werkzcugunteiieil 22 einen vorbestimmten Wert annimmt — in dem in Γ i g. 3 gezeigten Beispiel rmiximal 5 mm — wird der Grcnzschalter 50 durch den Kurvenkörper 51 in seine zweite Stellung umgeschaltet. Der Grenzschaltcr betätigt dann die in C i g. 3 gezeigte Steuerung. Dadurch schalten die Ventile 53 und 54 jeweils in die mit b bezeichnete Stellung um. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Leitungen 68 und 52 gesperrt und der Ausgang von Leitung 67 geöffnet. Gleichzeitig wird die Kammer 73 mit der Rücklauflcitung verbunden. Ferner wird die Leitung 70 über die hintereinander geschalteten Leitungen 71,65 und '52 mit dem Zylinder 33 verbunden, letzt wird der Kolben von dem unter normalem Pumpcndruck in der Größenordnung von 70 bar siehenden Druckmedium beaufschlagt, und das Werkzeug schließt mit erhöhter Druckkraft.

Durch das Drossel- oder Druckzuschalivcntil 55 wird der Druckübersetzer 56 verzögert erst dann wirksam, wenn sich Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil

vollständig berühren, d. h.. wenn die Arbeilsstation geschlossen ist. Durch den Druckübersetzer wird der Kolben 34 nach dieser Verzögerung über die Leitungen 63, 65 und 52 mil einem Medium beaufschlagt, welches beispielsweise einen Druck von 250 bar hat.

In diesem Moment wird dann die maximale Schlicßkiaft erreicht. Durch das Rückschlagventil 66 wird die Pumpenseite gegen den Hochdruck geschlossen.

Beim Öffnen des Werkzeuges werden das Magnetventil 53 in die Stellung cund das Magnetventil 54 in die Stellung a geschaltet. Durch das dadurch erfolgte Entlasten des Zylinderraumes 69 uid die Zufuhr von unter niederem Druck stehendem Druckmedium in die Kammer 66 wird das Werkzeug in die geöffnete Stellung zurückbewegt. Gleichzeitig wird der Kolben 59 in seine Ausgangsstellung nach links bewegt. Sobald der Schließvorgang des Werkzeuges wieder beginnt, wiederholt sich der oben beschriebene Zyklus. Die in I"ig. 3 gezeigte Stellung der Kolben und Ventile entspricht dem Zeitpunkt kurz nach Betätigen des GrcnzschaltcrsSO.

In der beschriebenen ersten Phase wird der Kolben 34 mn dem unter Niederdruck stehenden Druckmedium beaufschlagt. Der Druck wird so gewählt, daß er gerade ausreicht, das Werkzeugunterteil zu dem Werkzeugoberteil hin zu bewegen. Sobald eine Bedienungsperson in den Schließweg zwischen den beiden Werk:'.eugteiler hineingreift und mit dem sich in die Schließstellung bewegenden unteren Werkzeugteil 22 in Berührung kommt, kann die Bedienungsperson den niederen Druck sofort überwinden, so daß sich das Werkzeuguntertei nicht weiter in die Schließstellung bewegt. Eine Verletzung wird dadurch ausgeschlossen.

Erst nachdem das Werkzeugunterteil 22 nur nocr einen vorbestimmten Abstand von beispielsweise 1 mrr von dem Werkzeugoberteil 21 besitzt, wird dei Grenzschalter 50 in der oben beschriebenen Weise ir seine zweite Stellung geschaliei und damil die zweiti Phase der Beaufschlagung mit unter hohem Drucl· stehenden Fluidmedium erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung mit einer Arbeitsstation aus Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei das eine der Werkzeugteile über eine Kolbenzylindereinrichtung gegen das andere bewegbar ist und die Kolbenzylindereinrichtung in einer ersten Phase so lange mit einem unter geringem Druck stehenden Medium und, nachdem die beiden Werkzeugteile sich nahezu berühren, in einer zweiten Phase mit einem unter Arbeitsdruck stehenden Medium beaufschlagbar is^, gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei einer Vakuumverpackungsmaschine zur Herstellung versiegelter Packungen, zum Zweck des Vermeidens von Verletzungen beim Hineingreifen zwischen die sich aufeinander zu bewegenden Werkzeugteile.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geringe Druck während der ersten Phase in der Größenordnung von 5 bar liegt.