DE2651131A1

DE2651131A1 - Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE2651131A1
Application number: DE19762651131
Authority: DE
Inventors: William Glover
Original assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Current assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1977-05-26
Also published as: US4073116A; JPS5264384A; GB1507085A; IT1074962B; JPS6317682B2; NL7612259A; FR2331484A1; DE2651131C2; ES453198A1

Description

PATENTANWÄLTE

KLAUS D. KIRSCHNER DR. WOLFGANG DOST

DIPL.-PHYSIKER DIPL.-CHEMIKER

D-8OOO MÜNCHEN 2

BAVARIARINQ 38

Unser Zeichen: β 353 Our reierano·:

Datum: 9. November 1976

Baker Perkins Holdings Limited
Peterborough

Verpackungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei bekannten Verpackungsmaschinen dieser Art sind die Schweißbacken normalerweise drehbar gelagerte beziehungsweise umlaufende Schweißbacken, die sich kontinuierlich bei einer gleichförmigen oder variablen Geschwindigkeit drehen und unter regelmäßigen Abständen an dem Schlauch in Querrichtung verlaufende Schweißungen oder Schweißnähte erzeugen. Es ist auch möglich, hin und hergehende Schweißbacken einzusetzen, die sich periodisch um den Schlauch schließen, sich mit diesem zur Bildung einer Schweißung vorwärts bewegen und ihn dann loslassen. Es können auch Schweißbacken verwendet werden, die eine Umlaufbewegung durchführen. In allen Fällen erzeugen die Schweißbacken bei den bekannten Maschinen eine in Querrichtung verlaufende Schweißung an dem Schlauch bei jedem Maschinenzyklus. Die Schweißbacken können im übrigen auch dazu verwendet werden, die einzelnen Verpackungen oder Päckchen voneinander zu trennen.

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Um die Querschweißungen wirksam herzustellen, ist es erforderlich, daß die Geschwindigkeit der Schweißbacken im wesentlichen gleich der linearen Geschwindigkeit der Vorschubbewegung des Schlauches im Moment der Schweißung ist. Mit anderen Worten muß die Geschwindigkeit der Schweißbacken auf die Vorschubgeschwindigkeit des Schlauches so eingestellt sein, daß sie nicht erheblich geringer als die Vorschubgeschwindigkeit des Schlauches ist, obwohl die Geschwindigkeit der Schweißbacken etwas größer als die Vorschubgeschwindigkeit des Schlauches sein kann. Rotierende Schweißbacken machen eine Umdrehung pro Maschinenzyklus, und der maximale Abstand zwishen aufeinanderfolgenden Ouerverschweißungen und damit die maximale Länge der Verpackungen, die .mit der Maschine hergestellt werden können, ist folglich im wesentlichen gleich dem Umfang des Kreises, der von den rotierenden Schweißbacken durchlaufen wird.

Wenn die Maschine zum Verpacken von Gegenständen verwendet wird, die kürzer als die maximale Verpackungslänge sind, ist es offenbar erwünscht, die Verpackungslänge zu verkürzen, um eine Verschwendung an Verpackungsmaterial zu vermeiden. Diese kann dadurch erreicht werden, daß man die Zufuhreinrichtung für das bahnförmige Verpackungsmaterial so einstellt, daß sie das Material langsamer einzieht. Auch an dem Aufgabeförderer wird eine entsprechende Einstellung vorgenommen. Dann muß man jedoch auch dafür sorgen, daß die Umfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Schweißbacken, die weiterhin die selbe Zahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit machen, während der Perioden entsprechend eingestellt wird, während denen die Querverschweißungen hergestellt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Schweißbacken mit einer Antriebseinrichtung mit variabler Geschwindigkeit versehen werden, wie sie beispielsweise in der GB- PS 1420471 gezeigt ist. Eine solche Antriebseinrichtung ist einstellbar, um die Geschwindigkeit der Schweißbacken auf die Geschwindigkeit des Schlauches während des Teiles des Maschinenzyklus einzustellen, in dem die Querverschweißung durchgeführt wird.

Wenn eine solche Antriebseinrichtung mit variabler Geschwindigkeit

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für die sich drehenden Schweißbacken vorgesehen wird, kann die Maschine Gegenstände in einem vorgegebenen Längenbereich verpacken, dessen Obergrenze durch die genannte maximale Verpackungslänge bestimmt ist. Bei einer Maschine mit sich kontinuierlich drehenden Schweißbacken kann die Packungslänge über diese maximale Länge hinaus nur dadurch vergrößert werden, daß man die Schweißbacken durch größere Schweißbacken ersetzt, sie einen größeren Umlaufkreis durchlaufen. Damit wird die Maschine komplizierter und der zweite Satz Schweißbacken führt zu weiteren Kosten. Auch die Einstellung des Abstandes zwischen den Wellen der Schweißbacken muß möglich sein, um diesen Abstand auf die jeweils eingesetzten Schweißbacken abzustimmen. Auch geht während des Austausches der Schweißbacken Produktionszeit verloren.

Der Erfindung liegt demgegebenüber die Aufgabe zu Grunde, eine universell verwendbare Maschine zu schaffen, die auf einen größeren Längenbereich von zu verpackenden Gegenständen eingestellt werden kann, ohne daß die Schweißbacken ausgetauscht werden müssen.

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine zur Lösung dieser Aufgabe ist in dem Hauptanspruch gekennzeichnet, während die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Maschine charakterisieren. Auch bei der erfindungsgemäßen Maschine sind die Schweißbacken drehbare Schweißbacken, die eine Umdrehung pro Maschinenzyklus ausführen und die durch eine Antriebseinrichtung mit einstellbarer oder modulierbarer Geschwindigkeit angetrieben werden. Als Alternative können die Schweißbacken sich mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen, und die Abstimmung der Geschwindigkeit der Schweißbacken und der Vorschubgeschwindigkeit des Schlauches kann dadurch bewirkt werden, daß die Zufuhreinrichtung für das bahnförmige Verpackungsmaterial durch eine Antriebseinrichtung mit variabler Geschwindigkeit angetrieben wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine sind eine normalerweise ausgerückte Einmalkupplung, die im eingerückten Zustand bewirkt, daß die Schweißbacken eine Umdre -

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hung machen, und eine^: einstellbare Zähleinrichtung vorgesehen, um die durchgeführten Maschinenzyklen zu zählen und je nach ihrer Einstellung das Einrücken der Kupplung bei jedem Maschinenzyklus, nur während jedes zweiten Maschinenzyklus oder während jedes dritten, vierten oder η-ten Maschinenzyklus zu bewirken.

Je nach der Einstellung der Zähleinrichtung können die Schweißbacken während jedes Maschinenzyklus gedreht werden, um die Maschine auf Gegenstände in einem minimalen Größenbereich einzustellen. Die Schweißbacken können auch nur während jedes zweiten Maschinenzyklus gedreht werden, während sie bei den anderen Maschinenzyklen ortsfest bleiben, um die Maschine auf Gegenstände in einem Bereich größerer Längen einzustellen. Wenn die Schweißbacken nur während jedes dritten Maschinenzyklus gedreht werden, ist die Maschine auf Gegenstände von noch größerer Länge eingestellt usw.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nur an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figure 1 eine Seitenansicht der Maschine; Figure 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II in Figure 3, wobei die

Zähl- und Kupplungseinrichtung dagestellt ist; Figure 3 ein Schnitt entland der Linie III-III in Figure 2.

Die zu verpackenden Gegenstände 10 werden von den Mitnehmern 11 eines Aufgabeförderes 11A an eine. Schlauchherstellungsstation 12 vortransportiert, an der eine Bahn 13 aus heißsiegelfähigem oder schweißbarem Verpackungsmaterial von einer Vorratsrolle 14 zugeführt wird. In der Schlauchherstellungsstation wird die Bahn 13 zu einem Schlauch 15 verarbeitet, der die Gegenstände umgibt und eine Längsverschweißung hat, die von Schweißrollen gebildet wird, von denen eine Schweißrolle 16 gezeigt ist. Die Schweißrollen werden mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben und dienen auch dazu, daß Verpackungsmaterial durch die Maschine zu transportieren. Querverschweißungen werden an dem Schlauch zwischen den Gegenständen durch umlaufende Schweißbacken 17 hergestellt, die auch

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Messer aufweisen, um den Schlauch in einzelne Verpackunggen 50 zu zerschneiden.

Die Maschine hat eine Hauptantriebswelle 18, die von einem Motor 18a mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Aufgageförderer wird von der Welle 18 über einen Riemenantrieb 19 angetrieben. Ein Abgageförderer 20 wird von der Welle 18 über einen Riemenantrieb 21 angetrieben.

Ein intermittierender Antrieb für die Schweißbacken 17, die durch ein Getriebe miteinander gekoppelt sind, wird von der Welle 18 über einen Kettenantrieb 18B, eine Zähl- und Kupplungseinrichtung 22, einen Kettenantrieb 23 und einen Kettenantrieb 24 geschaffen, der ein Zahnrad 25 antreibt. Eine zur Veränderung der Antriebsgeschwindigkeit einstellbare Antriebseinrichtung, wie sie in der GB-PS 1420471 gezeigt ist, ist zwischen dem Zahnrad 25 und dem unteren Schweißbacken 17 vorgesehen.

Wie in Figuren 2 und 3 gezeigt ist, weist die Zähl- und Kupplungseinrichtung 22 eine Antriebswelle 30, die durch den Antrieb von der Welle 18 kontinuierlich gedreht wird, eine Abtriebswelle 31, die ein Zahnrad 31A trägt, welches den Kettenantrieb 23 antreibt, und eine Einmalkupplung 3 2 auf, die während der Maschinenzyklen eingerückt ist, die durch die Einstellung einer Zähleinrichtung festgelegt sind. Die Antriebswelle 30 trägt eine Platte 34, auf der eine Klinke 3 5 schwenkbar gelagert ist, die durch die Spannung einer Feder 3 5A in eine Postition gedrückt wird, in der sie an einem Antriebsflansch 3 6 auf der Abtriebswelle 31 angreifen würde, um eine Umdrehung der Schweißbacken 17 zu bewirken. Wenn jedoch eine schwenkbar gelagerte Steuerplatte 37 die in Figur 2 gezeigte Lage einnimmt wirkt die Steuerplatte mit der Klinke 35 zusammen, bevor diese an dem Flansch 36 angreifen kann, sodaß die Klinke 35 gegen die Wirkung der Feder 35A im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, um den Eingriff zwischen der Klinke 35 und dem Flansch 36 zu verhindern.

Die Antriebswelle 30 treibt eine Nockenwelle 38 über eine Ketten-

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Zahnrad- Antriebseinrichtung zwischen den Zahnrädern 3OA und 38A an. Eine Klaue 39, die auf einem Exzenter 42 auf der Nockenwelle montiert ist, wirkt mit einem schwenkbar gelagerten Zähler-Zahnradsektor 40 zusammen, um diesen bei jedem Maschinenzyklus um einen Schritt vorwärts zu bewegen. Eine Halteklaue 41 hält den Zahnradsektor in seiner vorgeschobenen Position. Der Zahnradsektor 40 wird gegen die Wirkung einer Feder 43 von einer Anfangsposition aus vorgeschoben, die durch einen einstellbaren Anschlag 44 bestimmt wird. Wenn der Zanuradsektor um einige Schritte weiter bewegt worden ist, im gezeigten Fall um drei Schritte, die durch die Einstellung des Anschlages 44 bestimmt sind, drückt er einen Auslösehebel 45 nach unten, der durch eine Feder 46 normalerweise in seiner angehobenen Stellung gehalten wird und eine nach oben stehende Nase 47 hat, an der der Zahnradsektor 40 angreift. Die Figuren 2 und 3 zeigen die Teile in der Position, die sie einnehmen, nachdem die Klaue 39 an dem dritten Zahn des Zahnradsektors 40 angegriffen hat und gerade dabei ist, ihn vorwärts zu bewegen, so daß er den Hebel 45 niederdrückt.

Wenn der Hebel 45 in seiner normalen, angehobenen Position ist, die in Figure 2 gezeigt ist, wirkt er mit dem unteren Ende der Steuerplatte 37 zusammen, um diese in der Position zu halten, in der sie das Eingreifen der Klinke 35 verhindert." Wenn jedoch der Hebel 4 5 nierdergedrückt wird, wird die Platte 37 im Gegenuhrzeigersinn (Blickrichtung wie in Figure 3) durch eine Feder 37A in eine Position geschwenkt, in der sie von der Klinke 3 5 freikommt und es der Feder 35A gestattet, die Klinke in die Position zu bewegen in der sie von dem Antriebsflansch 36 auf der Kupplung 32 erfaßt werden kann. In der Zeit, in der der Hebel 45 abgesenkt wird, hat sich ein Nocken 4 9 auf der Nockenwelle 38 so gedreht, daß sein niedriger Abschnitt gegenüber einem Nockenfolger 37B zu liegen kommt, so daß die Klinke durch die Feder 37A im Gegenuhrzeigersinn bewegt werden kann. Wenn die Platte 37 verschwenkt wird, hebt ein Winkelstück 48 auf der Platte die Klauen 39 und 41, so daß die Feder 43 das Sek- ■ torzahnrad 40 in seine Startposition zurück bringen kann, in der es an dem Anschlag 44 ansteht. Kurz danach schwenkt der Nocken 49 die Platte 37 in ihre Ausgangsposition zurück, in der sie wieder

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von dem Hebel 4 5 gehalten wird, um das Einrücken der Kupplung bei dem nächsten Maschinenzyklus zu verhindern.

Wenn der Anschlag 44 in der gezeigten Weise eingestellt ist, wird die Kupplung 32 zum Antrieb der Schweißbacken bei jedem dritten Maschinenzyklus eingerückt. Durch entsprechende Einstellung des Anschlages 44 kann erreicht werden, daß ein einziger Bewegungsschritt des Sektorzahnrades aus seiner Anfangsposition oder zwei Bewegungsschritte erforderlich sind, um die Kupplung freizugeben. Indem man mehrere Zähne auf dem Sektorzahnrad als die gezeigten drei Zähne vorsieht, kann die Einrichtung auch verwendet werden, um mehrere Maschinenzyklen zu zählen, bevor die Kupplung eingerückt wird.

Um die Maschine auf eine gewünschte Packungslänge einzustellen, müssen die folgenden Einstellungen vorgenommen v/erden. Die Mitnehmer 11 des Aufgabeförderers werden auf den erforderlichen Abstand unter Berücksichtigung der Länge der zu verpackenden Gegenstände eingestellt. Die Einrichtung zum Einziehen des Verpackungsmaterials wird auf eine bestimmte Einzugslänge durch Einstellung der Drehzahl der Rollen 16 eingestellt. Die Zähl- und Kupplungseinrichtung wird auf die gewünschte Arbeitsweise durch Einstellung des Anschlages 44 eingestellt. Schließlich wird die Antriebseinrichtung für die variable Geschwindigkeit der Schweißbacken so eingestellt, daß die gewünschte Umlaufgeschwindigkeit der Schweißbacken, das heißt der Zeitpunkt festgelegt wird, an dem diese an dem Verpackungsmaterial angreifen.

Beispiel

Es soll ein Gegenstand mit 115 cm Länge mit einer Maschine verpackt werden, bei der die Schweißbacken sich in einer Umlaufbahn von 4 6 cm Länge drehen. Wenn ein 115 cm langer Gegenstand verpackt werden soll, muß die Maschine wenigstens drei Zyklen durchgeführt haben, damit der Gegenstand an der Schweißstation vorbei transportiert ist. Wenn die kleinste Zahl von erforderlichen Arbeitszyklen festgestellt worden ist, die in dem vorliegendem Beispiel drei beträgt, muß man die Länge des Gegenstandes durch diese Zahl

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dividieren , das heißt 115/3 ist gleich 38. Die Zahl 38 wird dann an der Maschine dadurch eingestellt, daß man die Antriebseinrichtung für die Schweißbacken in ihrer Geschwindigkeit entsprechend einstellt. An der Maschine ist eine Skala für die verschiedenen Längen der Gegenstände vorgesehen, wodurch sichergestellt wird, daß die Schweißbacken an dem Schlauch an der eingestellten Länge und mit der erforderlichen Geschwindigkeit angreifen. Die Zähler- und Kupplungseinrichtung wird so eingestellt, daß die Kupplung jeweils nach drei Maschinenzyklen eingerückt wird, indem der Anschlag 44 entsprechend eingestellt wird.

Wenn die Einstellungen vorgenommen worden sind, kann die Maschine eingeschaltet werden, so daß ein Gegenstand mit 115 cm Länge an den Schweiß- und Schneidbacken vorbeiläuft, die während zwei Maschinenzyklen mit Hilfe der Zähl- und Kupplungseinrichtung an einer Drehung gehindert werden und die sich dann während des dritten Maschinenzyklus drehen können.

Mit der erfindungsgemäßen Maschine kann daher ein großer Bereich verschiedener Packungslängen produziert werden, ohne daß man die Schweißbacken austauschen oder die Antriebswellen justieren muß, auf denen die Schweißbacken montiert sind.

Gegebenenfalls können die Schweißbacken so ausgeführt sein, daß sie nur die Schweißung durchführen. Dann werden zwei Schneidbacken nachgeschaltet, die ebenfalls eine Antriebseinrichtung mit variabler Geschwindigkeit haben, die durch die Zähl- und Kupplungseinrichtung gesteuert wird. Eine getrennte Zähl- und Kupplungseinrichtung könnte auch für die Schneidbacken vorgesehen sein, um bei der Herstellung von kurzen Päckchen zu ermöglichen, daß die Schneidbacken den Schlauch in Gruppen von miteinander verbundenen Päckchen statt in einzelnen Päckchen aufschneiden.

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Claims

Patentansprüche

1.J Verpackungsmaschine mit einer Schlauchherstellungsstation, um eine Verpackungsmaterialbahn in einen Schlauch mit einer Längsschweißung zu formen, einer Zufuhreinrichtung mit veränderbarer Geschwindigkeit, um die Bahn kontinuierlich an die Schlauchherstellungsstation zuzuführen, einem Aufgabeförderer, um nacheinander Gegenstände in die Schlauchherstellungsstation zu fördern, so daß sie in dem Schlauch aus dem Verpackungsmaterial eingehüllt werden, und mit Schweißbacken, die hinter der Schlaucherstellungsstation angeordnet sind und Querschweißungen in dem Schlauch aus dem Verpackungsmaterial zwischen den Gegenständen herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstellbare Geschwindigkeitssteuereinrichtung, um die Bewegungsgeschwindigkeit

^: der Schweißbacken (17) im wesentlichen auf die Vorschubgeschwindigkeit des Schlauches (15) während der Herstellung der Querschweißungen einzustellen, und eine einstellbare Steuereinrichtung (Figuren 2 und 3) vorgesehen sind, um die Schweißbacken (17) derart zu steuern, daß sie Querschweißungen bei jedem Maschinenzyklus, nur während jedem zweiten Maschinenzyklus oder während jedem dritten, vierten oder η-ten Maschinenzyklus herstellen.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißbacken (17) sich drehende Schweißbacken sind, die eine Umdrehung bei jedem Maschinenzyklus machen und von einer einstellbaren Geschwindigkeitssteuereinrichtung angetrieben werden.

3.- Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine normalerweise ausgerückte Einmalkupplung (32), die im eingerückten Zustand eine Umdrehung der Schweißbacken (17) bewirkt, und eine einstellbare Zähleinrichtung (33) vorgesehen sind, um die durchgeführten Maschinenzyklen zu zählen und je nach ihrer Einstellung das Einrücken der Kupplung (32) bei jedem Maschinenzyklus, nur während jedes zweiten Maschinenzyklus oder während

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jedes dritten, vierten oder η-ten Maschinenzyklus zu bewirken.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (32) eine Klinke (3 5) aufweist, die in Richtung auf die Einrückung der kupplung vorgespannt ist, und daß die Zähleinridhtung (33) einen Steuerteil (37) , der normalerweise mit der Klinke (35) zusammenwirkt, um die Kupplung (32) im ausgerückten Zustand zu halten, ein bei jedem Maschinenzyklus schrittweise weiterbewegbares Element (40) und eine Einrichtung (45,49,37b) aufweist, die bei Durchführung einer vorgegebenen Zahl von Bewegungsschritten des Elementes (40) anspricht, um den Steuerteil (37) momentan zu verschieben, so daß die Klinke (35) eine einzige Umdrehung der Schweißbacken (17) bewirkt.

5. Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Zahnradsektor (40) ist, der in eine von einem einstellbaren Anschlag (44) bestimmte Anfangsposition entrückt wird und derart angeordnet ist, daß er nach Durchführung einer Zahl von Bewegungsschritten, die durch die Einstellung des Anschlages (44) bestimmt ist, die Verschiebung des Steuerteiles

(37) bewirkt.

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