DE2532250B2

DE2532250B2 - Vorrichtung an einer Verpackungsmaschine zum Querschneiden von laufendem Bahnmaterial mit einem Sägezahnmesser

Info

Publication number: DE2532250B2
Application number: DE2532250A
Authority: DE
Inventors: Donald Christy Crawford; Michael Robert Nack
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1974-09-05
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2532250A1; CH595247A5; JPS5131585A; JPS5529862B2; US3943686A; GB1484078A; IT1035685B; DE2532250C3; CA1018053A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einer Verpackungsmaschine zum Querschneiden von laufendem Bahnmaterial mit einem Sägezahnmesser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und wie sie beispielsweise aus der CH-PS 36 221 bekannt ist Bei der bekannten Vorrichtung entsteht am Bahnmaterial ein glatter Schnitt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einen gezackten Schnitt am Bahnmaterial zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird djrch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßigerweise ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Sägezahnmesser so ausgebildet, wie es in Anspruch 2 angegeben ist. Ein solches Messer kann relativ einfach und damit kostengünstig hergestellt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen eines Messers nach Anspruch 2 gehen aus den Unteransprüchen 3 bis 5 hervor.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines Antriebs, der die gesamte Schneidkante des Sägezahnmess^rs in das Bahnmaterial hineinbewegt, bei einer seitlichen Verschiebung der Zähne, die kleiner als ihr halber gegenseitiger Abstand ist, weist die Merkmale des Anspruchs 6 auf, der von der aus der CH-PS 5 36 221 bekannten Vorrichtung ausgeht. Ein entsprechend wirkender Messerantrieb ist durch die IT-PS 5 67 591 bekannt.

Ein Ausfährungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines die vorgeschlagene Vorrichtung enthaltenden Schweiß- oder Siegelmechanismus einer Verpakkungsmaschine, welche allgemein seine Arbeitsweise bei einem, die im Abstand liegenden Gegenstände schlauchförmig einschließenden Bahnmaterial veranschaulicht;

F i g. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch den drehbaren Schweiß- und Siegelmechanismus mit der « vorgeschlagenen Vorrichtung;

F i g. 3 eine Seitenansicht des in F i g. 2 geschnitten dargestellten Mechanismus;

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung eines mit einem Pfeil 5 in F i g. 2 bezeichneten Bereiches;
F i g. 5 eine schematische, perspektivische Teildarstellung eines Bereiches des in F i g. 2 gezeigten Mechanismus;

F i g. 6 in einer vergrößerten Teilansicht die Sägezäh-

nc des Schneidmessers der vorgeschlagenen Vorrichtung, auf die in der Fig. 2 der Pfeil 7 hindeutet, die jedoch nicht von der in F i g. 2 dargestellten Seite des Messers, sondern von der Rückseite her betrachtet sind; F i g. 7 eine Draufsicht auf die in F i g. 6 gezeigten

Zähne des Schneidmessers;

F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 6;

F i g. 9 eine vergrößerte perspektivische Darstellung de:, in F i g. 2 mit dem Pfeil 10 bezeichneten Bereiches, welcher die Schneidkante der Sägezähne nach F i g. 6 und ihre Ausrichtung beim Trennen des Bahnmaterials veranschaulicht;

Fig. 10, 11 und 12 perspektivische, schematische Teildarstellungen zur Veranschaulichung der Bahn zwischen aufeinanderfolgenden Packungen und der fortschreitendfin Schneidvorgänge durch die Schneidkante nach Fig.7 beim Abtrennen der Bahn in Querrichtung.

F i g. 1 zeigt einen Schweiß- oder Siegelmechanismus C₁ der obere und untere Schweiß- oder Siegelkopf-WeI-len 30 und 32 umfaßt, die oberhalb und unterhalb eines Schlauches IV angeordnet sind, und sich synchron entgegengesetzt drehen. Die Wellen 30 und 32 sind mit beheizten Schweiß- oder Siegelklauen 34 und 36 versehen, die das Bahnmaterial in Querrichtung zwischen den Gegenständen A verschweißen. Die obere Schweiß- oder Siegelklaue 34 weist im Inneren ein Schneidmesser auf, das durch Längsnuten 38 in der unteren Schweiß- oder Siegeiklaue 36 aufgenommen ist, und das Bahnmaterial zwischen den aufeinanderfolgen- 2s den Gegenständen in Querrichtung abtrennt. Auf die^e Weise werden einzelne Packungen P erzeugt, die sodann auf einen Abgabeförderer zur Abgabe in Kartons oder eine andere stromabwärtige Station überführt werden.

Nach F i g. 2 werden die Wellen 30 und 32 durch im Abstand liegende Gleitrahmen 40 und 42 in herkömmlicher Weise abgestützt Die Gleitrahmen 40 und 42 tragen jeweils gleitend einen senkrecht beweglichen Lagerblock 44 für Lager 46, die die Welle 30 drehbar festhalten. Die untere Welle 32 ist mit Lagerblöcken 48 versehen, die ebenfalls in den Gleitrahmen 40 und 42 angebracht sind. Miteinander kämmende Zahnräder 50 und 52 auf den oberen und unteren Wellen 30 und 32 drehen die Siegelklauen 34 und 36 in seitlicher Zuordnung zueinander und zu der Bewegung der Bahn. In bekannter Weise sind die Lagerblöcke 44 (siehe F i g. 2 und 3) durch Federn 54 nach unten vorgespannt, von denen nur eine für einen Lagerblock 44 in F i g. 3 gezeigt ist. Dadurch wird eine Aufwärtsbewegung der oberen Welle 30 ermöglicht, wenn ein zeitlich fehlgesteuerter, von der Bahn uinhüllter Gegenstand zwischen die sich schließenden Schweiß- oder Siegelklauen 34 und 36 gelangt.

Nach F i g. 2 ragt die obere Welle 30 durch den Gleitrahmen 42 und eine feststehende Plankurvenscheibe 58 hervor. Der Hauptbereich der Plankurvenscheibe ist kreisförmig, und die Plankurvenscheibe 58 ist mit einem nach innen weisenden Vorsprung 60 versehen, der in senkrechter Ausrichtung mit der Achse de·· oberen Welle 30 liegt. Der Vorsprung 60 erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa 15°. Eine Nachlaufrollen-Anordnung 62 (siehe F i g. 2) ist am äußeren Endbereich der Welle 30 befestigt und umfaßt Nachlaufrollen 64, die nach außen in rollendem Eingriff mit der Plankurvenscheibe federnd vorgespannt sind.

Die den Nachlaufrollen 64 zugeordneten funktionswichtigen Teüe sind symmetrisch in bezug auf die Achse dfer Welk' 30 angeordnet, so daß für diese Teile jeweils gleiche Bezugsziffern verwendet werden können. WiQ es für die obere Nachlaufrolle 64 in Fig.2 gezeigt ist, isl diese an einem Schwenkarm 66 angebracht, de¹' seinerseits durch einen Achsstift 68 gehalten ist Der Achsstift 68 wird durch im Abstand liegende Ansätze 70 (siehe F i g. 3) der Nachlaufrollen-Anordnung 62 gehalten. Das andere Ende des Schwenkarmes 66 ragt nach innen durch einen Schlitz 72 in der Welle 30 und tritt das Innere der Bohrung 74 der Welle ein.

Nach Fig.2 ist das Innere des Schwenkarmes 66 gabelförmig ausgebildet und mit bodenförmigen Aussparungen versehen, die ein Querhaupt 76 aufnehmen. Das Querhaupt 76 ist ein Teil eines T-förmigen Verbindungsgliedes 78, das einen hohlen, mit Innengewinde versehenen Schaft umfaßt, durch den eine Zugstange 80 hindurchgeht Das äußere Ende der Zugstange 80 trägt ein Gewinde und eine Mutter 82, die gegen den Schaft anliegt und dient zur axialen Einstellung der Zugstange in Bezug auf das Verbindungsglied 78. Das andere Ende der Zugstange 80 (siehe F i g. 5) ist an einem mit öffnungen versehenen Klotz 83 befestigt der seinerseits schwenkbar mit Hilfe eines Achsstiftes 86 an einem Paar Betätigungsstangen 84 befestigt ist, von denen in F i g. 2 nur die vornliegende gezeigt ist. Ein Paar von im Abstand liegenden Winkelhebeln 88, die später im einzelnen beschrieben werden, ist mit Hilfe von Achsstiften 90 schwenkbar mit den Betätigungsstangen 84 verbunden. Die Betätigungsstangen 84 sind mit den angrenzenden Enden einer Zugfeder 92 verbunden, die die Nachlaufrolle 64 federnd in Eingriff mit der Plankurvenscheibe 58 vorspannt Das andere Ende der Zugfeder ist an einem Querstift verankert, der durch die obere Welle 30 getragen wird.

Wie aus den Fig.4 und 5 hervorgeht, ist der Mittelbereich jedes Winkelhebels 88 mit einem feststehenden Schwenkzapfen 96 versehen, der in der Wand der hohlen oberen Welle 30 angebracht ist und einen axialen Schlitz 98 in der Welle überbrückt, der einen Bewegungsspielraum für den Winkelhebel liefert. Ein gabelförmiges äußeres Ende 100 (siehe F i g. 5) der Winkelhebel 88 ist über einen Achsstift 102 mit einem Sägezahnmesser 104 verbunden. Wie erwähnt wurde, ist das innere Ende eines jeden Winkelhebels 88 über den Achsstift 90 mit den Betätigungsstangen 84 verbunden. Die Nachlaufrollen 64 (siehe F i g. 2) werden alternativ radial einwärts in Richtung der Achse der Welle 30 bewegt, wenn sie über den Vorsprung 60 hinweglaifen. Wenn sich eine Nachlaufrolle nach innen bewegt, wird die Zugstange 80 in Richtung des offenen, äußeren Endes der Welle gezogen, so daß die Stangen in Bezug auf die F i g. 2 und 5 nach rechts gezogen werden.

Die Zugfedern 92 sind direkt mit den Betätigungsstangen 84 verbunden, welche von den Nachlaufrollen gezogen werden. Dadurch werden die Winkelhebelgelenke von Federkräften freigehalten und ihre Lebensdauer wird verlängert. Fig.4 zeigt in vergrößerter Darstellung den unteren, linken Winkelhebel 88 in F i g. 2, wobei veranschaulicht wird, wie die Geometrie der Winkelhebel 88 bewirkt, daß das Sägezahnmesser 104 nahezu ohne Axialbewegung radial bewegt wird. In F i g. 4 ist eine axiale Bezugslinie x-x durch die Achse eines Schwenkzapfens 96 zwischen dem Wir.kelhebel 88 und der Welle 30 gezeigt Wenn das Messer 104 zurückgezogen ist, wie es in der F i g. 4 in durchgezogenen Linien dargestellt ist, liegen die Achsen der Achsstifte 102, die die Winkelhebel und das Messer verbinden, radial innerhalb der Linie x-x. Wenn das Messer 104 ausgefahren ist, wie es in strichpunktierten Linien für den Winkelhebel in F i g. 4 gezeigt ist, liegt die Achse des Achsstiftes 102 radial außerhalb der Linie x-x bei etwa demselben Abstand.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung beträgt der Radius R zwischen der Achse des Schwenkzapfens 96 des Winkelhebels 88 und der Achse des Achsstiftes 102 15,9 mm. Der Winkel a, der die Hälfte des gesamten Schwenkwinkels des Winkelhebels ■·, 88 während des Betriebes darstellt, beträgt etwa 11 ° 30'. Dadurch beträgt der geringe Abstand d, der die maximale Abweichung des Messers 104 gegenüber einer vollständig radialen Bewegungslinie y-y darstellt, etwa 0,3 mm. Bei der bevorzugten Ausführungsform der ι ο Erfindung haben die Sägezahnmesser 104 angepaßte Zähne, so daß etwa 4,7 bis 6,3 Zähne/cm vorgesehen sind. Ein Sägezahnmesser mit 4,7 Zähnen/cm hat einen Zahnabstand von 2,1 mm, während ein Sägezahnmesser mit 6,3 Zähnen/cm einen Zahnabstand von 1,6 mm aufweist.

In jedem Fall ist der kleine Abstand d von 0,3 mm nur ein kleiner Bruchteil des Abstandes zwischen benachbarten Zähnen. Daher liefert ein Sägezahnmesser, das diesen kleinen Abstand d bedingt, einen später beschriebenen Zickzackschnitt, der nicht von einem Schnitt mit demselben Sägezahnmesser unterschieden werden kann, wenn das Sägezahnmesser vollständig radial entlang der Achse y-y bewegt worden wäre.

Die äußeren Ränder der Sägezahnmesser 104 (siehe _'-, Fig. 2) sind mit Zähnen spezieller Form versehen, die einen quergerichteten Zickzackschnitt des schlauchförmigen Bahnmaterials T entlang einer Linie Z (siehe Fig. 1) liefern, wenn die Sägezahnmesser 104 radial nach außen von der oberen Welle 30 vorgeschoben jo werden. Die Zahnform ist im einzelnen in den F i g. 6 bis 8 gezeigt, auf die nunmehr Bezug genommen wird. Dabei ist das in Fig.6 gezeigte Zahnprofil derart gerichtet, daß die einzelnen Zähne 106 von der Rückseite des oberen Sägezahnmessers 104 gemäß r. F i g. 2 veranschaulicht sind. Die in F i g. 6 dem Betrachter zugewandte Seitenfläche 108 des Sägezahnmessers 104 ist flach oder eben und die gegenüberliegende Seite des Sägezahnmessers ist mit einer abgeschrägten Fläche 110 versehen, die in einem Winkel von 63° 10' zur ebenen Seitenfläche 108 geneigt ist. Jeder Zahn weist Seitenflächen 112 auf. die in Richtung Zahnspitze aufeinanderzustreben. In der Ebene 110. welche schräg die ebene Seitenfläche 108 schneidet, liegt eine zickzackförmige Schneidkante 116. Die 4b Spitzen der Zähne 106 liegen auf der gemeinsamen Schneidkante 116 und zwischen der Schneidkante 116 und der ebenen Seitenfläche 108 liegen Seitenflächen 112 von Zähnen. Die Seitenflächen 112 benachbarter Zähne 106 stollen längs einer Grundlinie 114 aneinander. die schräg auf die ebene Seitenfläche 108 trifft. Die Grundlinie 114 schließt mit der ebenen Seitenfläche 108 einen Winkel von 36" 25' ein. Aufgrund dieser Konstruktion ist das Sägezahnmesser 104 mit einer Schneidkante 116 versehen, in der die Seitenflächen 112 der Zähne 106 die Ebene 110 treffen. Da demgemäß die Schneidkante 116 in der Ebene 110 liegt, ist sie in einem Winkel zur ebenen Seitenfläche 108 geneigt, und da diese ebene Seitenfläche 108 im wesentlichen senkrecht zur Bahn des schlauchförmigen Materials W steht, ist die Schneidkante 116 auch gegenüber einer Senkrechten zur Bahn geneigt.

Die Dicke des Sägezahnmessers beträgt 0,8 mm (siehe F i g. 7). Die Zähne 106 (siehe F i g. 6) weisen bei einem Sägezahnmesser mit etwa 5,5 Zähnen/cm einen Abstand von 1,81 mm auf. Die Zähne werden zunächst in ein flaches Sägezahnmessermaterial eingearbeitet, wobei der Zickzackwinkel der Zähne 60° beträgt. Anschließend wird die Ebene UO geschliffen. In die ebene Seitenfläche 108 des Schneidblattes werden sodann die Seitenflächen 112 der Zähne eingeschliffen, und zwar so, daß sie zur Fiächennormaien der ebenen Seitenfläche 108 in einem Winkel von 53° 35' geneigt ist. Wie in F i g. 7 gezeigt ist, entsteht dadurch ein senkrecht zur ebenen Seitenfläche 108 gemessener Winkel von 4Γ zwischen der ebenen Seitenfläche 108 und den Seitenflächen 112 der Zähne 106.

Es sei ausdrücklich noch einmal darauf hingewiesen, daß die Schneidkante 116 eines Sägezahnmessers 104 in der Ebene 110 liegt und daß sie durch die Kante gebildet wird, in der sich die Seitenflächen 112 der Zähne 106 und die Ebene 110 schneiden. Das Sägezahnmesser 104 wird bezüglich der Welle 30 mit der ebenen Seitenfläche 108 im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Bahn bewegt. Es ist daher unter Bezugnahme auf die Fig.8 erkennbar, daß die Ebene 110. in der die Schneidkante 116 liegt, zur Ebene der Bahn geneigt ist.

Der Schneid Vorgang ist in den Fig. 9 bis 12 veranschaulicht. In Fig. 9 bildet die dem Betrachter zugewandte Oberfläche der Zähne 106 die ebene Seitenfläche 108. die der stromaufwärtigen Seite zugewandt ist und die Schneidkante 116 liegt in der zur ebenen Seitenfläche 108 geneigten Ebene 110, die auf der stromabwärtigen Seite liegt. Wenn das Sägezahnmesser 104 in die Bahn W(siehe F i g. 10) hineinbewegt wird, stechen die Spitzen der Zähne 106 in die Bahn ein und schneiden dreieckige Laschen 120 heraus, die nach unten gedrückt werden. Die Schneidkante 116 (siehe Fig.9) stellt dabei Trennlinien 116a(siehe Fig. 10) her. welche Seiten der Laschen 120 bilden. Wenn das Sägezahnmesser 104 weiter abgesenkt wird, werden die Trennlinien 116a (siehe Fig. 11) verlängert und die entstehenden Laschen 120 werden vergrößert. Wenn das Sägezahnmesser 104 tief genug eingedrungen ist. treffen die Trennlinien 116 benachbarter Laschen in einem Punkt 122 aufeinander (siehe Fig. 12). Die Bahn W wird in dieser Stufe vollständig abgetrennt und nebeneinanderliegende Laschen 120 bilden aufgrund der beschriebenen Schneidwirkung komplementäre Laschen 124, und die Trennlinie bildet einen Zickzackschnitt Z(siehe Fi g. 1).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an einer Verpackungsmaschine zum Querschneiden von laufendem Bahnmaterial mit einem Sägezahnmesser, das eine zickzackförmig in einer Ebene liegende Schneidkante aufweist und in Richtung der Spitzen der Schneidkante in das Bahnmaterial hinein und aus dem Bahnmaterial herausbewegbar ist, bei dem die Ebene der Schneidkanten unter einem spitzen, sich in Bewegungsrichtung des Bahnmaterials öffnenden Winkel zum Bahnmaterial verläuft und ein Antrieb zur Bewegung des Sägezahnmessers in Bewegungsrichtung des Bahnmaterials relativ zu dem Bahnmaterial während der Bewegung des Sägezahnmessers in das Bahnmaterial hinein vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (112) eines jeden Zahnes (106) entgegen der Laufrichtung des Bahnmaterials (W) aufeinanderzustreben, und daß der Antrieb die gesamte Schneidkante (116) des Sägezahnmessers (104) in das Bahnmaterial (W) hineinbewegt, bei einer seitlichen Verschiebung der Zähne (106), die kleiner als ihr halber gegenseitiger Abstand ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (HO), in der die zickzackförmige Schneidkante (116) liegt, schräg eine ebene Seitenfläche (108) des Messers (104) schneidet, wobei die Spitzen der Zähne (106) auf der gemeinsamen Schnittlinie liegen, und daß die zwischen der Schneidkante (116) und der ebenen Seitenfläche (108) liegenden benachbarten Seitenflächen (112) benachbarter Zähne (106) längs einer Grundlinie (114) aneinander stoßen, die schräg auf die ebene Seitenfläche (108) trifft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die ebene Seitenfläche (108) senkrecht projezierte Schneidkante (116) einen Zickzackwinkel von 60° aufweist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (110), in der die Schneidkante (116) liegt, in einem Winkel von 63° 10' und die Grundlinie (114) in einem Winkel von 53° 35' zu einem auf die ebene Seitenfläche (108) gefällten Lot geneigt ist

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (104) etwa 4,7 bis 63 Zähne/cm aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Bewegung des Sägezahnmessers in das Bahnmaterial hinein und aus diesem heraus zwei einerseits am Messer und andererseits an einer parallel dazu verlaufenden Welle angelenkte Hebel vorgesehen sind, durch deren Verschwenken mittels einer parallel zur Welle verschiebbaren Stange der Abstand des Messers von der Wellenachse veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (88) als Winkelhebel ausgebildet sind, und daß die jeweils zwischen den Anlenkpunkten (96) der Heh il (88) an der Welle (30) und den Anlenkpunkten (102) des Messers (104) am Hebel (88) verlaufende Linie annähernd parallel zur Längserstreckung des Messers (104) und der Welle (30) ausgerichtet ist, so daß beim Schwenken des Hebels (88) der Anlenkpunkt (102) des Messers (104) am Hebel (88) auf einer annähernd senkrecht zur Achse der Welle (30) und zur Erstreckungsrichtung des Messers (104) verlaufenden Kurve bewegbar ist.