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Verfahren und Gerät zur gleichzeitigen Ver-
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packung von mehreren Toilettenpapierrollen o. dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Verpakkung
von mehreren Toilettenpapierrollen o. dgl. in einen Kunststoffolienbeutel, wobei
die Rollen in Einzel- oder Mehrfachreihe zugeführt und eine Gruppe von Rollen vom
Vorderende der Reihe abgeteilt und in einen durch eine Spreizvorrichtung aufgehaltenen
Kunststoffbeutel eingeschoben und anschließend der Beutel verschlossen wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Ausführung des oben genannten
Verfahrens, mit einem bahnförmigen Zulauf für die Rollen in Einzel- oder Mehrfachreihe,
einer Portionierungseinrichtung zur Bildung einer Gruppe von Rollen aus den Rollen
des Vorderendes der Reihe, einer Spreizvorrichtung zum Aufhalten eines Kunststoffbeutels,
in den die Gruppe einschiebbar ist, und einer Verschließeinrichtung für den mit
der Gruppe gefüllten Kunststoffbeutel.
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Ein derartiges Gerät wird bereits zur Verpackung von Toilettenpapierrollen
in der Papierindustrie verwendet. Die Portionierung der Rollen, also die Bildung
einer Gruppe von Rollen, die als Ganzes in einem Kunststoffbeutel verpackt werden
soll, geschieht
in der Weise, daß zwei Reihen von Rollen mittels
Zuführband, meist in der Form eines Staubandes in die Maschine eingeführt werden,
wo sie von einem Stoppblech am Ende des Bandes aufgehalten werden. Sind die beiden
Reihen dicht gefüllt, was durch Lichtschranken überprüft werden kann, wird die zu
verpackende Gruppe von z. B. 3, 4 oder 5 x 2 Toilettenpapierrollen von einer Transporteinrichtung
seitlich von dem Transportband abgezogen, während die auf dem Transportband verbleibenden
vordersten zwei Toilettenpapierrollen gleichzeitig durch geeignete Stoppeinrichtungen
festgehalten werden, beispielsweise mittels Preßzylindern.
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Die seitlich weggeschobene Gruppe von Rollen gelangt dann an eine
Horizontalbeutelmaschine, wo sie wieder in Vorwärtsrichtung in einen mittels Spreizvorrichtungen
aufgehaltenen Kunststoffbeutel eingeschoben werden. Der so befüllte Beutel wird
dann, meist von Hand, in eine Verschließeinrichtung gelegt, wo das offene Beutelende
entweder mittels eines Clipverschlusses verschlossen oder durch eine Schweißeinrichtung
zugeschweißt wird.
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Bei sogenannten Halbautomaten werden die Fertigbeutel von Hand an
die Spreizvorrichtung angebracht. Bei Vollautomaten wird ein Stapel von Fertigbeuteln
vorgesehen, dessen oberster Beutel mit Hilfe eines Gebläses geöffnet und dann von
einer Spreizeinrichtung auseinandergehalten wird, während die zu verpackenden Gegenstände
eingeschoben werden. Dieses Verpackungsverfahren ist insbesondere für Schnittbrot
bekanntgeworden.
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Es ist auch bekannt, Mitnehmerketten zu benutzen, um Gegenstände in
einer Verpackungseinrichtung zu transportieren.
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Der Nachteil der bekannten Verpackungseinrichtung für das verhältnismäßig
schwierige Verpackungsgut "Toilettenpapierrollen" ist der, daß durch das Wegschieben
der Gruppe von Rollen aus der Staureihe, entweder seitlich oder nach oben, eine
verhältnismäßig zeitraubende Stempelbewegung notwendig ist, die dazu führt, daß
nur etwa 18 bis 22 Packungen pro Minute hergestellt werden können. Hinzu kommt,
daß die bereits bekannten Verpackungsmaschinen oft mit dem verhältnismäßig schwierigen
Verpackungsgut "Toilettenpapier" nicht fertig werden, wobei. diese Schwierigkeiten
darauf
beruhen, daß das verhältnismäßig locker aufgewickelte Toilettenpapier sehr nachgiebig
ist und auch größere Staubmengen sich innerhalb der Maschine ansammeln können. Derartige
Staubansammlungen stören die mechanischen Bewegungen und führen insbesondere zu
schlechten Schweißnähten, falls für die Verpackung z. B. eine Horizontalschlauchbeutelmaschine
verwendet wird, die an beiden Enden des Schlauches Schweißnähte anbringt.
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Schwierigkeiten ergaben sich bei den bisher bekannten Maschinen insbesondere
auch noch dadurch, daß zur Erreichung hoher Arbeitsgeschwindigkeiten die zu verpackenden
Rollen kurzzeitig sehr hohen Beschleunigungen ausgesetzt werden mußten,was wegen
der Weichheit des Verpackungsgutes zu zusätzlichen Verformungen, Umkippen von einzelnen
Rollen und Verhaken des Verpackungsgutes in der Verpackungseinrichtung führte, was
dann zu Maschinenausfall führte, so daß zusätzliche Zeit verloren ging.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren
zur gleichzeitigen Verpackung von mehreren Toilettenpapierrollen der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem nicht nur diese Schwierigkeiten beseitigt werden können,
sondern das insbesondere auch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit als bisher ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die von der Reihe abgeteilte
Gruppe von Rollen beim Einschieben in den Beutel eine Bahn durchläuft, die eine
Fortsetzung der Zufuhrbewegungsbahn der Rollen darstellt, wobei die auf die Rollen
nach dem Abtrennen einwirkende Beschleunigungskraft von Null ansteigend einen angenäherten
Kosinusverlauf nimmt und zu einem Zeitpunkt wieder Null erreicht, an dem sich die
Rollen eingeschoben im Beutel an einer Stelle der Bahn befinden, an der die Beutel
verschlossen, insbesondere verclipt werden können.
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Durch diese Verfahrensweise wird nicht nur ein zeitraubendes seitliches
Absetzen der Gruppe von Rollen vermieden, was zu einer Beschleunigung des Verpackungsverfahrens
führt, die Gruppe
von Rollen unterliegt auch nicht derartig hohen
Beschleunigungskräften, wie es bisher der Fall war, wo durch plötzliche Beschleunigung
oder plötzliche Abbremsung eine starke Verformung der sehr nachgiebigen Toilettenpapierrollen
auftrat und zu Schwierigkeiten während des Verpackungsablaufs führen konnte.
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Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt
der Vorschub der Rollen bis zur Gruppenbildung durch von unten auf die Auflagefläche
der Rollen einwirkende Einrichtungen, wie Förderband oder Förderkette, während der
Vorschub der Rolle nach der Gruppenbildung mittels auf die seitliche, insbesondere
hintere Fläche der Gruppe einwirkende Einrichtungen, wie wechselweise arbeitende,
von Kurbelgetrieben bewegte Schubhebel erfolgt. Durch die wechselweise arbeitenden
und von Kurbelgetrieben bewegten Schubhebel ist nicht nur eine simultane Bearbeitung
von jeweils zwei Rollengruppen möglich, die den Rollen aufgedrückten Bewegungen
erfolgen auch mit insgesamt kleineren Beschleunigungskräften, so daß Verformungen
des weichen Verpakkungsgutes sehr gering bleiben und auch nicht die Gefahr besteht,
daß durch nicht ganz im Schwerpunkt angreifende Beschleunigungskräfte, Reibungskräfte
oder Verhaken das Verpackungsgut umfällt oder sich die Gruppe auflöst, was zu einer
starken Beeinträchtigung sowohl des Verpackungsvorganges a-ls auch der sich ergebenden
Verpackung führt.
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Gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung wird zur Gruppenbildung
das vordere Ende der Reihe durch einen auf die vordere Seitenfläche der vordersten
Rolle oder Rollen einwirkenden Absteckhebel festgehalten, dann die direkt hinter
der hintersten Rolle oder Rollen der abzuteilenden Gruppe befindliche Rolle bzw.
Rollen durch eine von oben auf die obere Fläche dieser Rolle bzw. Rollen einwirkende
Klemmvorrichtung festgehalten, der Absteckhebel von der vorderen Seitenfläche der
vordersten Rolle bzw. Rollen weggeschwenkt und die Rollengruppe durch eilEdirekt
vor der Rlfflnmeinrichtung beginnende Fördereinrichtung voranbewegt. Diese Art der
Gruppenbildung ist nicht nur zeitsparend, weil keine seitliche Versetzung erforderlich
ist,
sie ermöglicht auch in einfacher Weise eine Verstellung der Gruppenbildungselemente,
so daß je nach Größe der Einzelelemente der zu verpackenden Gegenstände sowie je
nach der gewünschten Anzahl von Elementen für eine jeweilige zu verpackende Gruppe
die Anordnung verstellt werden kann.
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Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich dann, wenn sich vor der
Klemravorrichtung der die Rollen tragenden Bahn ein Absatz befindet, der klein gegenüber
der Rollenhöhe ist, wodurch die Rollen der abzuteilenden Gruppe tiefer als die zulaufenden
Rollen zu liegen kommen, so daß die Fördereinrichtung, die insbesondere aus einer
auf einer umlaufenden Kette befestigten Nase besteht, in einfacher Weise die durch
die Absatzbildung entstehende untere hintere Seitenkante der hintersten Rolle bzw.
Rollen der Gruppe angreifen kann.
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Um sicherzustellen, daß jeweils genügend Rollen zur Gruppenbildung
vorhanden sind, ist es gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung günstig,
wenn der Verpackungsvorgang unterbrochen wird, solange in einem bestimmten Bereich
des Rolleneinlaufs zwischen einzelnen Rollen der Reihe bei Einzelreihe oder zumindest
einer der Reihen bei Mehrfachreihen ein Abstand vorhanden ist. Dies kann beispielsweise
durch Reflektionsfotozelleneinrichtungen festgestellt werden.
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Als besonders störungssicher hat es sich erwiesen, wenn die Kunststoffbeutel
in Form eines Stapels von jeweils nur mit der unteren Beutelöffnungskante gehaltenen
Beuteln vorgesehen sind, die von einem Gebläse geöffnet und im Takt mit der Einschubvorrichtung
für die Rollengruppe von der Spreizvorrichtung soweit geöffnet gehalten werden,
daß die Rollengruppe unbehindert eingeschoben werden kann, und daß das Einschieben
solange fortgesetzt wird, bis der Beutel von der Beutelhalterung abgelöst und bis
zur Verschließstellung vorgeschoben ist, daß dann das offene Beutelende verschweißt
oder auch gerefft und anschließend verclipt wird, und daß der so verschlossene Beutel
dann vom nächsten in die Verschließstellung geschobenen Beutel weitertransportiert
wird.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich die Geschwindigkeit
des Verpackens um etwa 50 bis 100 % gegenüber den bisherigen Geschwindigkeiten steigern,
ohne daß die bei den bisherigen Verfahren gefürchteten Schwierigkeiten durch die
Nachgiebigkeit des Verpackungsgutes bzw. durch den Staubanfall -der noch durch statische
Elektrizität gesteigert wird - auftreten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Verpackungsgerätes; Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform;
und Fig. 3 eine Detailansicht zur Darstellung der Schubeinrichtung für die Gruppe
von zu verpackenden Rollen.
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In Fig. 1 ist eine schematisiert dargestellte Seitenansicht eines
Gerätes 10 zur gleichzeitigen Verpackung von mehreren Toilettenpapierrollen 12 0.
dgl. dargestellt. Das Gerät umfaßt einen bahnförmigen Zulauf 14 für die Rollen in
in diesem Falle Doppelreihe, siehe Fig. 2, die eine Draufsicht auf das in Fig. 1
dargestellte Gerät wiedergibt. Hinter dem Zulauf 14 befindet sich eine allgemein
mit ? 6 16 bezeichnete Portionierungseinrichtung zur Bildung einer Gruppe 18 von
hier zwölf Rollen Toilettenpapier.
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Abstrommäßig von der Portionierungseinrichtung 16 liegt eine Spreizvorrichtung
20 zum öffnen und Aufhalten eines Kunststoffbeutels 22, in welchen eine Schubeinrichtung
24 die Gruppe von Papierrollen 12 durch die Spreizvorrichtung 20 hindurch einschiebt
und den Schubvorgang nach links (gemäß Fig. 2) solange fortsetzt, bis sich der Kunststoffbeutel
22 z. B. an einer vorbestimmten
Trennlinie von seiner Halterung
löst und in einer Verschließstation 26 zur Ruhe kommt, wo das offene Ende 28 des
Beutels 22 mittels einer herkömmlichen Clipbandverschlußeinrichtung gerefft und
mit einem Clipband verschlossen wird. Von einem nachfolgenden gefüllten Beutel wird
dieser verschlossene Beutel dann am Ausgangsende 30 des Gerätes 10 ausgestoßen,
von wo der fertige Beutel dann mittels Förderbandeinrichtungen o. dgl.
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weiterverarbeitet werden kann.
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Wie aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, durchlaufen die zwei Reihen von
Papierrollen 12 während des gesamten Verpackungsvorganges eine geradlinige Bewegungsbahn,
beginnend am Zulauf 14, sich fortsetzend an der Portionierungseinrichtung 16, der
die Spreizeinrichtung umfassenden Beutelverpackungseinrichtung 20, die Verclipstation
26 und schließlich den Auslauf 30.
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Im einzelnen besteht der Zulauf 14 aus einem Förderband 32, das über
zwei auf Achsen 36, 38 angeordneten Umlenkrollen 34 ständig während des Betriebs
der Maschine in Richtung des Pfeiles 40 bewegt wird.
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Papierrollen, die mittels nicht näher dargestellter Einrichtungen
auf einer Gleitbahn 42 dem Zulauf 14 zugeführt werden, werden nach Ablage auf dem
Zuführband 32 in Richtung des Pfeiles 40 solange nach links befördert, bis durch
Staubildung an der Portionierungseinrichtung 16 sich die Rollen nicht mehr weiterbewegen
können. Das Band 40 rutscht dann an der unteren Fläche der Rolle reibend durch,
so daß ständig ein nach links gerichteter Staudruck vorhanden ist. Seitliche Begrenzungswände
44 sowie eine mittlere Führungswand 46 verhindern ein seitliches Ausweichen der
verhältnismäßig nachgiebigen Rollen 12. Um sicherzustellen, daß stets ausreichend
viele Rollen sich im Staubereich des Zulaufs 14 befinden, sind am Eingang des Zulaufs
Fotozellen 48 angeordnet, die jeweils eine Reihe von Rollen 12 daraufhin überwachen,
ob sich gerade vor der Fotozelle 48 eine Rolle befindet.
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Die Fotozellen können z. B. in bekannter Weise dadurch arbeiten, daß
sie einen Lichtstrahl in Richtung auf die Reihe von Rollen
senden
und an einer Rolle reflektiertes Licht wieder aufnehmen und dadurch feststellen,
ob sich vor der Fotozelle 48 gerade eine Rolle befindet. Durch entsprechende Einstellung
der Empfindlichkeit lassen sich Einflüsse der Farbe der Rollen, des Umgebungslichtes
sowie der Lichtstreuung an sonstigen Gegenständen der Umgebung kompensieren. Stellt
die Fotozelle 48 fest, daß sich vor ihr keine Rolle 12 befindet, sendet sie einen
Impuls an die Zentralsteuerung des Gesamtgerätes, um den Verpackungsbetrieb solange
anzuhalten und die Maschine in Wartestellung zu bringen, bis durch weitere zugeführte
Rollen sich wieder genügend zu verpackende Rollen 12 im Zulauf 14 aufgestaut haben,
daß eine störungsfreie Arbeit des Gerätes gewährleistet wird.
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Der Aufstau der Rollen 12 im Zulauf 14 geschieht mittels einer z.
B. hydraulisch betätigbaren Stoppeinrichtung 50, die aus zwei Kolben 52 besteht,
die nach unten soweit ausgefahren werden können, daß sie darunter befindliche Rollen
12 verklemmen und festhalten.
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Die Bahn 54, auf der die Rollen gleitend geführt werden, weist kurz
hinter der Stoppeinrichtung 50 einen kleinen Absatz 56 auf, so daß die auf der etwas
tiefer liegenden Bahn 54a liegenden Rollen mit einer schmalen hinteren Stirnfläche
freiliegen und dort von einem Steg 58 in Eingriff genommen und in Richtung des Pfeils
60 weitergeschoben werden können, wenn sich die zwei derartige Stege 58 aufweisende
Förderkette 62 um entsprechende Umlenkrollen 64 bewegt. Auf einer Stange 66 in Richtung
der Rollenbewegung einstellbar gelagert befindet sich eine Konsole, auf der eine
Haltegabel 68 derart um eine Achse 72 schwenkbar gelagert ist, daß sie in ihrer
einen Endstellung mit ihren Zinken in den Bewegungsweg der Rollen 12 hineinragt
und diese gegen Weiterbewegung nach links festhält, während sie in ihrer anderen
Endstellung soweit aus der Bahn herausgeschwenkt ist, daß sich die Rollen 12 unter
dem Einfluß des Steges 58 in Richtung des Pfeiles 60 in Abstromrichtung verschieben
lassen. Die Schwenkbewegung der Haltegabel 68 kann beispielsweise mittels eines
Hubkolbenzylinders 70 hydraulisch erfolgen.
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Die Stoppvorrichtung 50, die Bewegung des Steges 58 und die Bewegung
der Haltegabel 68 werden synchron zueinander derart gesteuert, daß z. B. bei im
Bewegungsweg der Rolle 12 befindlicher Haltegabel 68 das Förderband 62 und damit
der Steg 58 in der dargestellten Ruhestellung sich befinden, während der Kolben
52 der Stoppvorrichtung 50 angehoben ist und so ermöglicht, daß vom Stauband 40
Rollen über den kleinen Absatz 56 auf die Bahn 54a geschoben werden, bis die gesamte
von der Haltegabel 68 bis zum Absatz 56 reichende Abschnitt der Bahn 54a mit Rollen
12 gefüllt ist, was beispielsweise durch eine weitere Anordnung von Fotozellen 76
festgestellt werden kann. Durch Kopfführungsschienen 78 wird dabei verhindert, daß
durch den Absatz 56 die Rollen 12 möglicherweise kippen.
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Stellen die Fotozellen 76 das Vorhandensein von Rollen 12 an ihrem
Aufstellungsort fest, bedeutet das, daß die vorgesehene Anzahl von Rollen für die
gewünschte Gruppe erreicht ist. Daraufhin wird zunächst der Zylinder der Stoppvorrichtung
50 betätigt und die unterhalb der Kolben 52 befindlichen Rollen festgehalten.
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Anschließend wird durch Betätigung des Zylinders 70 die Haltegabel
68 nach oben verschwenkt und die Förderkette 62 in Bewegung gesetzt, woraufhin der
Steg 58 die beiden hintersten Rollen 12 der Gruppe 18 an ihrer unteren Rückfläche
in Eingriff nimmt und die ganze Gruppe 18 in Richtung des Pfeiles 60 aus der Portionierungseinrichtung
16 herausschiebt. Sobald die Gruppe die Haltegabel 68 passiert hat, kann die Haltegabel
68 wieder nach unten verschwenkt werden und die Stoppvorrichtung 50 durch Anheben
der Kolben 52 die weitere Zufuhr von Rollen 12 in die Portionierungseinrichtung
16 ermöglichen.
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Soll die Anzahl der Rollen pro Gruppe verändert werden oder ändert
sich der Durchmesser der Rollen oder deren Nachgiebigkeit, kann dies durch Verstellung
der Konsole 74 längs der Stange 66 ohne Schwierigkeiten ermöglicht werden. Wird
die Konsole 74 nach rechts verschoben, verringert sich die Anzahl der Rollen pro
Gruppe, umgekehrt vergrößert sie sich, wenn die Konsole 74 nach links verschoben
wird.
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Durch den Steg 58 der Förderkette 62 gelangen die Rollen 12 in die
Verpackungsstation, die aus einer an sich bekannten Einrichtung zum Öffnen und Aufgespreizthalten
von Kunststoffbeuteln besteht, allgemein mit der Bezugszahl 20 versehen und in Fig.
2 schematisch dargestellt. Die Einrichtung 20 besteht aus zwei Spreizblechen 80,
die jeweils um eine zur Auflagefläche für die Rollen senkrechte Achse 82 derart
verschwenkbar und außerdem noch verschiebbar sind, daß sie in ihrer einen Stellung
mit ihren Spitzen 84 aneinander liegen und die Spitzen dabei soweit zurückgenommen
sind, daß ein unterhalb der Bahn angeordneter Kunststoffbeutel 22, der nur mit der
einen Seitenfläche 86 in Befestigungsstiften 88 gehalten ist, während die andere
Seite etwas zurückspringt und dadurch von den Stiften 88 nicht erfaßt wird, durch
Gebläseluft geöffnet werden kann, so daß die Spitzen 84 in den durch den Luftstrom
offengehaltenen Beutel weisen.
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Schwenken jetzt die Spreizbleche 80 um ihre Achsen 82 auseinander,
nachdem die Achsen möglicherweise noch etwas vorgeschoben wurden, ergreifen die
Vorderenden 84 der Spreizbleche 80 den offenen Rand des Beutels 22 und halten diesen
zusätzlich auseinander, siehe die in Fig. 2 wiedergegebene Stellung der Spreizbleche
80. In dieser Stellung kann die Gruppe von Rollen 12 durch den Steg 58 der Förderkette
62 durch die Spreizbleche 80 hindurch in den Beutel 22 etwa zur Hälfte eingeschoben
werden.
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Die Fig. 2 zeigt gerade diese halb eingeschobene Stellung der Gruppe
von Rollen 12. Durch Führungsleisten 89 wird die durch die Spreizbleche 80 gegebene
Führung in Abstromrichtung fortgesetzt.
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Der Steg 58 auf der Führungskette 62 taucht wegen der Umlenkrolle
64a an der Beutelfüllstation weg und der weitere Transport der Gruppe von Rollen
wird durch eine Schubeinrichtung 24 vorgenommen, die in den Fig. 1 und 2 schematisch
und in Fig. 3 in größeren Einzelheiten dargestellt ist.
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Die Schubeinrichtung besteht aus zwei Einschubstangen 90a, 90b, die
jeweils auf einem Gleitwagen 92 derart schwenkbar gehalten sind, daß sie in ihrer
einen, in Fig. 3 dargestellten abgesenkten
Stellung (in Fig. 1
befindet sich die Einschubstange 90b in dieser Stellung) die beiden hinteren Rollen
der Gruppe mit zwei Einschubhebeln 94, die sich am Ende der Schubstange 90 befinden,
in Eingriff nimmt. Wird die Einschubstange 90 um eine Achse 96 gegen Federkraft
98 von z. B. auf dem Gleitwagen 92 befindlichen Antriebseinrichtungen nach oben
geschwenkt, siehe die Stellung der Einschubstange 90a in Fig. 1, befinden si8h die
Einschuhhebel 94 außerhalb der Bahn der Rollen 12.
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Der Gleitwagen 92, der die Einschubstange 90 um eine horizontale,
zur Bewegungsrichtung der Rollen senkrechte Achse 96 schwenkbar trägt, ist selbst
auf Stangen 100, 102 zwischen einer am weitesten aufstrommäßig liegenden Lage, siehe
Fig. 1 die Stellung des Gleitwagens 92a, und einer am weitesten abstrommäßig liegenden
zweiten Lage, siehe die Stellung des Gleitwagens 92b in Fig. 1, verschieblich. Die
Gleitwagen 92a, 92b werden jeweils von einem Antriebshebel 104 auf den Stangen 100,
102 verschoben, wobei der Antriebshebel 104 seinerseits von einem weit außer halb
der Bewegungsbahn des Gleitwagens 92 schwenkbar gelagerten (Bezugszahl 108) Antriebhebel
106 angetrieben wird. Der Antriebshebel 106 seinerseits wird von einem Kurbelrad
112 über eine Kurbelstange 110 angetrieben.
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Durch die beiden Antriebshebel 104, 106 für Gleitwagen 92 wird diesem
eine im wesentlichen in einem Zeitdiagramm sinusförmige Gestalt aufweisende Bewegung
zwischen den beiden in Fig. 1 dargestellten Endpunkten gegeben, wobei zu dieser
sinusförmigen Bewegung (Geschwindigkeit) eine kosinusförmige Beschleunigung gehört,
was bedeutet, daß die auf den Wagen 92 an seinen Bewegungsendpunkten einwirkenden
Beschleunigungskräfte Null werden.
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Wenn also die Gruppe 18a von Rollen 12 durch den Steg 58 an die in
Fig. 1 gezeigte Stelle transportiert worden ist und sich anschließend die Einschubstange
90a des Gleitwagens 92a mit ihren Einschubhebeln 94 abgesenkt hat und die Einschubhebel
94 hinter die letzten Rollen der Rollengruppe zu liegen kommt, erfährt der Gleitwagen
92a und damit die Einschubstange 90 und
daher auch die Gruppe 18a
von Papierrollen 12 eine Beschleunigung, die von Null kosinusförmig auf einen Maximalwert
ansteigt und entsprechend dem Verlauf der Kosinuskurve wieder den Wert von Null
durchläuft, sobald die Gruppe von Toilettenpapierrollen die Stellung erreicht hat,
die in Fig. 1 von der Gruppe 18b eingenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet
sich die Gruppe bereits innerhalb des Beutels an der Verschließstation. Diese besondere
Art der Beschleunigung der Gruppe von Toilettenpapierrollen hat sich als besonders
günstig erwiesen, da zum einen zu Beginn des Bewegungsvorganges sich die Rollen
durch Beschleunigungskräfte wegen ihrer Weichheit zusammendrücken, so daß ein Anstieg
der Beschleunigungskräfte von Null aus den Rollen Zeit gibt, sich genau zu ordnen,
so daß beim Einschieben in den aufgespreizten Kunststoffbeutel keine Rollen umfallen
oder sonstwie den Einschubvorgang stören, andererseits ergibt sich am Ende des Bewegungsweges
ein genaues Positionieren der im Beutel befindlichen Gruppe bezüglich der Verschließstation,
da durch das Abfallen der Beschleunigungskräfte auf Null im Augenblick des Erreichens
der für den Schließvorgang erforderlichen Stellung durch den gefüllten Beutel auf
den gefüllten Beutel keine Beschleunigungskräfte mehr einwirken und auch dessen
Geschwindigkeit Null erreicht hat, was bedeutet, daß nicht die Gefahr besteht, daß
der gefüllte Beutel durch eigenen Schwung möglicherweise über die Verschließstellung
hinausgeschoben wird.
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Somit ist stets sichergestellt, daß der Beutel mit seinem offenen
Ende genau an der Schließstation zum Halten kommt.
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Der Verschlußvorgang kann eingeleitet werden, nachdem sich durch Rückverschwenkung
des Antriebshebels 106 auch der Wagen 92 (siehe in Fig. 1 den Wagen 92b) mit seiner
Einschubstange 90b und den zugehörigen Einschubhebeln 94 von der Gruppe 18b zurückgezogen
und dadurch das offene Beutelende~freigegeben hat, so daß nunmehr die Verschließstation
das offene Beutelende raffen und z. B. durch ein Clipband verschließen kann.
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Statt das offene Beutelende zu verclipen, wäre auch ein Verschweißen
denkbar, jedoch hat das Verschweißen bei dem hier
in Rede stehenden
Verpackungsgut gewisse Nachteile, insbesondere dadurch, daß der anfallende Papierstaub
die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen könnte. Außerdem ist das Verschweißen
im allgemeinen zeitraubender als das Verclipen, so daß bei der hier verwendeten,
sehr schnell arbeitenden Maschine möglicherweise Schwierigkeiten auftreten könnten.
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Um die Einschubstange 90 mit ihren Einschubhebeln 94 über die in Fig.
1 mit 18a bezeichnete Gruppe von Rollen 12 hinwegheben und an den beiden hinteren
Rollen der Gruppe 18a wieder absenken zu können, um die Gruppe 18a zu ergreifen,
ist es erforderlich, daß die Einschubstange 90 bezüglich des Gleitwagens schwenkbar
ist, wie bereits ausgeführt. Dieses Verschwenken um die in Fig. 3 dargestellte Achse
96 kann mittels eines innerhalb des Wagens 92 angeordneten Antriebs erfolgen, z.
B. mittels eines Magnetantriebs oder mittels hydraulischer Antriebseinrichtungen,
wobei die entsprechende elektrische Energie oder der pneumatische Druck über bewegliche
Leitungen an die Gleitwagen 92 geführt werden müßte.
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Als einfacher hat sich der in den Figuren dargestellte Mechanismus
erwiesen, bei dem die Einschubstange 90 mittels eines Schwenkhebels 114 um die Achse
96 verschwenkt werden kann, wobei das freie Ende des Schwenkhebels 114 ein Laufrad
116 besitzt, das auf einer Führungsstange 118 abläuft. Die Führungsstange kann mittels
beliebiger Antriebs einrichtungen in Richtung der Pfeile 120 auf und ab bewegt werden,
welche Auf- und Abbewegung sich über das Laufrad 116, den Schwenkhebel 114 auf die
Einschubstange 90 überträgt.
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Die durch die Pfeile 120 gekennzeichnete Auf- und Abbewegung der Führungsstange
118 könnte beispielsweise durch Kolbeneinrichtungen 122 (in Fig. 1 links als eine
Alternative dargestellt) oder mittels Hebeleinrichtungen 124 (in Fig. 1 rechts als
weitere Alternative und in Fig. 3 in größeren Einzelheiten dargestellt) verwirklicht
werden. Die in Fig. 3 dargestellten Hebeleinrichtungen umfassen eine fest am Maschinengestell
verankerte Halterung
126, die auch die Stangen 100, 102 tragen
könnte. An dieser Halterung 126 befindet sich ein Gelenk 128, an dem ein mit der
Führungsstange 118 an einem Gelenk 130 schwenkbar befestigter Hebel 132 angelenkt
ist. Eine entsprechende Hebellagerung, bestehend aus einer Halterung 134 und einem
Hebel 136 befindet sich auf der anderen Seite der Führungsstange 118, siehe Fig.
3.
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Bei dieser Art der Lagerung der Führungsstange 118 führt diese neben
der Auf- und Abbewegung auch noch eine horizontale Bewegung aus, die aber wegen
der Rolle 116 nicht stört. Die Führungsstange 118 kann dadurch angetrieben werden,
daß an z. B. an dem Gelenk 130 ein weiterer Hebel 138 angreift, der von beispielsweise
einer Hydraulikkolbeneinrichtung in Richtung der Pfeile 140 angetrieben werden könnte,
z. B. aus der in durchgezogenen Linien dargestellten Stellung in die mit gebrochenen
Linien dargestellte Stellung, wobei die erstgenannte Stellung der Stellung entspricht,
die die Einschubstange 90b in Fig. 1 einnimmt, während die zweite Stellung der der
Einschubstange 90a entspricht.
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Selbstverständlich könnte der Antrieb auch in der Weise erfolgen,
daß beispielsweise eine Antriebswelle im Drehpunkt 128 vorgesehen wird.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Beutel 22 in Form
von Stapeln von beispielsweise 50 oder 100 Kunststoffbeuteln anzuordnen, die in
bekannter Weise Fertigbeutel darstellen, welche an ihrem offenen Ende einen vorspringenden
Teil 86 aufweisen, welcher - wie schon erwähnt - auf Stiften 88 verhakt ist. Somit
liegt eine Beutelwand mit ihrem Ende 142 nach oben hin frei und kann von einem (nicht
dargestellten) Gebläse, das ständig in Betrieb ist, geöffnet werden, sobald ein
vorher darüberliegender Beutel durch das Einschieben der Rollengruppe und den Weitertransport
in die Verschließstation freiliegt.
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Es ist zweckmäßig, mehrere Beutelstapel 144 hintereinander auf einer
Fördereinrichtung vorzusehen, um nach Verbrauch eines Stapels einen weiteren in
die Verbeutelungsstation in Richtung des Pfeiles 146 einzuführen.
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Nachdem die wesentlichen Merkmale der Verpackungseinrichtung dargestellt
wurden, sei die Funktion der Maschine nochmals im Zusammenhang erläutert.
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Die Toilettenpapierrollen werden mittels des Zuführbandes 32 in die
Maschine eingeführt, wobei die aus den Fotozellen 48 bestehende Lichtschranke für
einen Mindeststaudruck sorgt, indem sie die Maschine in der bereits eingangs geschilderten
Weise bei Nichterreichen der notwendigen Rollenzahl abschaltet. Diese Lichtschranke
kann als Minimumlichtschranke arbeiten, wobei dann zusätzlich noch eine Maximumlichtschranke
in einem aufstrommäßigen Abstand in der Gleitbahn 42 angeordnet werden könnte, die
die erneute Einschaltung der Maschine bewirkt.
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Die Toilettenpapierrollen rutschen am Ende des Zuführbandes unter
den Stoppzylindern 50, 52 durch und über den Absatz 56 in den Bereich der Förderkette
62, wo sie jeweils von der zugehörigen Haltegabel aufgehalten werden. Durch einen
Impuls eines Steuernockens, der sich - nicht dargestellt - in einer zentralen Nockensteuerungsanlage
der Maschine befindet, fahren die Stoppzylinder aus und drücken mit dem Stempel
52 auf die jeweils nachfolgenden Rollen einer Packungseinheit oder Gruppe 18. Nach
einer kurzen Verzögerungszeit, die durch ein pneumatisches Zeitglied einstellbar
ist und z. B. 0,03 bis 5 Sekunden betragen kann, heben sich die beiden Haltegabeln
68 nach oben und geben dadurch den Weg frei für den Weitertransport der so portionierten
Rollen 12. Zu diesem Zweck fährt der Steg oder Mitnehmer 58 der Förderkette 62 unter
dem oberen Blech der Gleitbahn 54 gegen die an dem Absatz 56 liegenden letzten beiden
Rollen und schiebt damit die Packungseinheit oder Gruppe 18 etwa bis zur Hälfte
in den aufgespreizten Beutel 22, siehe die Gruppe 18a in Fig. 1.
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Nachdem die letzten beiden Rollen 16 den Schwenkbereich der Haltegabeln
68 verlassen haben, wird diese über einen Steuernocken wieder nach unten abgesenkt.
über ein zweites pneumatisches Zeitglied werden dann die Stoppzylinder 50 wieder
verzögert abgehoben und der Portionierungszyklus beginnt von neuem.
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Die Haltegabeln können auch manuell durch Betätigung entsprechender
Schalter unabhängig von der zentralen Steuerungseinrichtung angehoben werden, wobei
dann automatisch die Stoppzylinder 50 ausfahren und ein überfüllten mit nachrutschenden
Rollen verhindern.
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Während der Mitnehmer 58 vor den Spreizblechen 80 wegtaucht, schwenkt
der eine der beiden Einschubstangen (in Fig. 1 mit 90a bezeichnet) hinter den beiden
letzten Rollen der Gruppe 18a nach unten und schiebt dann die Gruppe oder Packungseinheit
in den aufgespreizten Beutel 22. Dabei wird der Druck der Rollen gegen den Beutelboden
so groß, daß der Beutel aus den Fixierstiften 88 und aus den Spreizblechen 80 reißt
und der gefüllte Beutel auf den leicht schräg liegenden Ablagetisch der Verschließstation
26 geschoben wird. Dabei schiebt die zu verschließende Packung die zuvor verschlossene
Packung aus der Maschine heraus in Richtung des Pfeiles 30.
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Ist der Beutel 22 aus den Spreizblechen 80 gerissen, so bewegen sich
die Spreizbleche 80 zurück und schließen sich. Dabei wird der Platz über dem Beutelstapel
frei, so daß der oberste Beutel aufgeblasen werden kann. Jetzt fahren die beiden
geschlossenen Spreizbleche 80 in den aufgeblasenen Beutel 20 und spreizen ihn zum
weiteren Befüllen auf. Zur manuellen Betätigung der Spreizbewegung befinden sich
auch hier wieder entsprechende Schalter am Maschinengestell, die jedoch für automatischen
Betrieb abgeschaltet werden können. Der Spreizdruck zum Aufspreizen des Beutels
kann an einem Stellknopf reguliert werden, um eine Anpassung an Beutel verschiedener
Folienstärke zu ermöglichen.
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Die Einschubstange (in Fig. 1 mit 90b bezeichnet) legt die Packung
so auf den Ablagetisch 148 der Verschließstation 26, daß ein nicht näher dargestellter
Preßbacken sich auf den Beutelhals absenken und diesen flachdrücken kann. Zwei ebenfalls
nicht dargestellte Raffer raffen nun den flachgedrückten Beutelhals zusammen. Danach
wird der Beutel mit einem von einer Vorratsrolle 150 abziehbaren Clipband 152 mit
einem Clipverschluß versehen
und verschlossen. Ein Absenken des
Ablegetisches 148 vor dem eigentlichen Verschließvorgang bewirkt, daß der Clipverschluß
in der Mitte des Packungsendesangebracht ist. Nach dem Verschließvorgang schwenken
der nicht dargestellte bewegliche Preßbacken und der Ablagetisch 148 wieder nach
oben in die Ausgangsstellung.
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Durch einen entsprechenden Impuls eines weiteren Schaltnockens zieht
eine pneumatische Abzugsvorrichtung, nicht dargestellt, das für einen Clipverschluß
notwendige Clipband von der Clipbandrolle 150 ab und führt es dem Verschließteil
zu. Falls die Clipbandrolle 150 zu Ende geht, hält die Maschine durch einen Impuls
einer Lichtschranke am Clipbandeinlauf an, so daß eine neue Vorratsrolle aufgesetzt
werden kann.
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Ist der letzte Beutel des unterhalb der Bahn der Toilettenpapierrollen
befindlichen Beutelstapels 144 in der Maschine befüllt, hält die Maschine in einer
bestimmten Stellung, der sogenannten Ausgangsstellung an. In dieser Ausgangsstellung
hält die Maschine ebenfalls an, wenn zuwenig Rollen im Zulauf vorhanden sind und
dadurch ein Halte impuls von der bereits erwähnten Minimumlichtschranke 48 kommt,
oder wenn durch die Bedienungsperson eine bestimmte Halttaste an der Maschine gedrückt
wurde. In der Ausgangsstellung stehen die vorderen Rollen des zu verpackenden Toilettenpapiers
in einem bestimmten Abstand, z. B. 20 cm vor den Spreizblechen 80. Die Spreizbleche
80 sind zurückgefahren und geschlossen. Die Stoppzylinder 52 sind gelüftet und die
Haltegabeln 68 befinden sich in ihrer unteren Stellung. Der Schieber der gerade
nach unten weisenden Einschubstange (in Fig. 1 entspricht sie der Einschubstange
90b) steht ein bestimmtes Stück (z. B. 40 cm) vor der am weitesten liegenden Endstellung
an der Clipstation 26.
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Während die Maschine diese Ausgangsstellung einnimmt und beibehält,
wird ein neuer Stapel aus einem Magazin, der gemäß Fig. 2 zwei Stapel 144 umfaßt,
in Richtung des Pfeiles 146 unter die Bahn im Spreiz- und Füllbereich der Maschine
gefahren. Von Hand wird dann ein neuer Stapel in das Magazin eingelegt.
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