DE3047372A1

DE3047372A1 - Maschine zum verpacken von streifen o.dgl. gegenstaenden in stapelform

Info

Publication number: DE3047372A1
Application number: DE19803047372
Authority: DE
Inventors: Francis Carmine 01119 Springfield Mass. Crescenzo; Paul Joseph Wilbraham Mass. LaFleur
Original assignee: Package Machinery Co East Longmeadow Mass; Package Machinery Co
Current assignee: Acma Usa Inc Richmond Va Us
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPS56113520A; US4314785A; IT8069001A0; JPS6317687B2; SE8009019L; FR2472510A1; CA1155095A; GB2066218A; DE3047372C2

Description

Maschine zum Verpacken von Streifen o„ dgl. Gegenständen in Stapelform.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Verpacken von Streifen o. dgl. Gegenständen in Stapelform.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung einer Maschine, welche geeignet ist, kleine Gegenstände, wie z.B. eingehüllte Kaugummistreifen o. dgl_v mit hoher Geschwindigkeit zu verpacken. Bei Hochgeschwindigkeitsmaschinen der vorstehend genannten Art ist es im allgemeinen erwünscht, daß die beweglichen Teile ein verhältnismäßig geringes Gewicht aufweisen, um Massenkräfte und Schwingungsprobleme zu reduzieren. Es ist außerdem im allgemeinen erwünscht, daß Mechanismen vermieden werden, welche eine plötzliche Richtungsänderung erfordern und heftige Bewegungen erzeugen, weil solche Bewegungen die Neigung zu Störungen und Verklemmungen fördern. Obwohl Kaugummi typischerweise ein relativ weiches Erzeugnis ist, besteht doch die Neigung, daß sie als feste Masse wirksam werden, wenn sich mehrere Kaugummistücke im Fördermechanismus einer Verpackungsmaschine festklemmen, und daß dadurch Beschädigungen der Maschine oder sogar ein Bruch von Maschinenteilen eintritt.

Es ist deshalb die allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine sehneHäufende Maschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einzelne Gegenstände

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vorwärtsbewegt, aus diesen Gegenständen Stapel bildet, die Stapel in Reihen mit Trennfugen anordnet und eine im wesentlichen kontinuierliche, gesteuerte Bewegung der Gegenstände durch die Maschine aufrechterhält. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Hochgeschwindigkeitsmaschine der vorstehend beschriebenen allgemeinen Art zu schaffen, welche im allgemeinen die Verwendung von Mechanismen vermeidet, die zu plötzlichen Richtungswechseln oder relativ heftigen Bewegungen führen können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erreicht durch einen Schraubenstapler zur Aufnahme eines Gegenstandes auf einem ersten Niveau und zur Bewegung des Gegenstandes auf ein anderes Niveau, durch erste Antriebsmittel zur Betätigung des Schraubenstaplers,durch Mittel zur Zufuhr einer Folge von Gegenständen zum Schraubenstapler auf diesem ersten Niveau, durch einen stapelbildenden Förderer mit einer Mehrzahl von stapelbildenden Taschen zur Aufnahme von durch den Schraubenstapler auf dieses andere Niveau angehobenen Gegenständen, durch zweite Antriebsmittel zur zeitlich auf den Schraubenstapler abgestimmten, intermittierenden Bewegung des stapelbildenden Förderers, um jede der aufeinanderfolgenden stapelbildenden Taschen in eine Übergabeposition zur Aufnahme eines Gegenstandes relativ zum Schraubenstapler zu bewegen und um die voranlaufende stapelbildende Tasche und einen darin enthaltenen Stapel von Gegenständen in einer vom Schraubenstapler wegführenden Richtung zu bewegen, durch einen parallel zum stapelbildenden Förderer verlaufenden Trenn-

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wandförderer zur Aufnahme von Trennwänden für die Gegenstände, durch Mittel zur intermittierenden Bewegung des Trennwandförderers in zeitlicher Abstimmung mit dem stapelbildenden Förderer, durch einen ersten Transfermechanismus zur Bewegung jeweils eines der aufeinanderfolgenden Stapel vom stapelbildenden Förderer zum Trennwandförderer, um aufeinanderfolgende Reihen von Stapeln auf dem Trennwandförderer zu bilden, und durch einen zweiten Transfermechanismus zur Bewegung aufeinanderfolgender Reihen der gestapelten Gegenstände mit dazwischen angeordneten Trennwänden weg von diesem Trennwandförderer.

Diese Lösung schafft eine Maschine, welche bewegliche Teile von relativ geringem Gewicht aufweist, welche plötzliche Richtungsänderungen und heftige Bewegungen vermeidet, wobei die Gegenstände im wesentlichen eine kontrollierte Bewegung durch die Maschine ausführen. Damit wurde eine Maschine geschaffen, welche bei hoher Geschwindigkeit einen weitgehend störungsfreien Betrieb gewährleistet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der nunfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,

Fig. 2 eine etwas vergrößerte perspektivische Detailansicht des Schraubenstaplers und des stapelbildenden Förderers der Fig. 1,

Fig. 3 eine weiter vergrößerte teilweise Frontansicht des Schraubenstaplers und des stapelbildenden Förderers,

Fig. 4 eine teilweise Stirnansicht des bezogen auf Fig. 3 rechten Endes des Schraubenstaplers und des stapelbildenden Förderers,

Fig. 5 einen Teilschnitt im allgemeinen nach der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine etwas vergrößerte Schnittansicht nach der Linie VI-VI in Fig. 3,

Fig. 7 eine teilweise Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6 und

Fig. 9 einen etwas vergrößerten Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 4.

In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine etwas schematisch dargestellt und in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet. Die Maschine 10 ist insbesondere geeignet zur Verpackung kleiner Gegenstände, wie z.B. eingehüllter Kaugummistreifen o. dgl.. Sie ist insbesondere geeignet, individuelle Gegenstände aufzunehmen und zu stapeln, die Stapel dieser Gegenstände

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in Reihen anzuordnen, wobei sich zwischen benachbarten Stapeln Trennwände befinden, und die aufeinanderfolgenden Reihen einer Kartonfaltstation zuzuführen, wo ein Kartonabschnitt um wenigstens eine Reihe der gestapelten Gegenstände geschlagen wird. Die dargestellte Maschine 10 umfaßt im allgemeinen einen von unten gespeisten Schraubenstapler 12, einen BeSchickungsförderer 14, welcher dem Schraubenstapler 12 aufeinanderfolgend und zeitlich auf die Wirkungsweise des Schraubenstaplers 12 abgestimmt einzelne Gegenstände zuführt, sowie einen stapelbildenden Förderer 16, der sich oberhalb des Schraubenstaplers 12 befindet, vom Schraubenstapler gebildete Stapel der Gegenstände zusammenfaßt und die Stapel vom Schraubenstapler 12 wegbewegt. Die dargestellte Maschine umfaßt weiter einen parallel zum stapelbildenden Förderer 16 angeordneten Trennwandförderer 18, der Trennwände oder Kartonabschnitte aufnimmt, einen ersten Transfermechanismus 20 zur Bewegung jedes aufeinanderfolgenden Stapels der Gegenstände vom stapelbildenden Förderer 16 zum Trennwandförderer 18 und einen zweiten Transfermechanismus 22, welcher aufeinanderfolgende Reihen der gestapelten Gegenstände mit zwischen ihnen angeordneten Trennwänden vom Trennwandförderer 18 zu einer Kartonfaltstation 24 überführt, wo der Bodenabschnitt eines zweiteiligen Kartons um eine Reihe oder um Reihen der gestapelten und zu verpackenden Gegenstände geformt wird_u

Nachfolgend wird die Maschine 10 insbesondere anhand

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der Figo 3 bis 5 genauer erläutert. Der Schraubenstapler 12 umfaßt ein Paar mit Abstand voneinander angeordneter, förderschneckenartiger Stapelspiralen, die allgemein mit 26 bezeichnet sind und - wie am besten aus Figo 4 ersichtlich ist - um vertikale Achsen drehbar gelagert sind. Die Spiralen 26 sind im wesentlichen identisch, jedoch von entgegengesetztem Windungssinn und jede Spirale besitzt eine im allgemeinen zylindrische, vertikal angeordnete Welle 28 und eine integrale schraubenförmige Bahn 30, welche den mittleren Abschnitt der Welle 28 umgibt. Jede Bahn 30 endet an ihrem oberen Ende in einer im allgemeinen halbkreisförmigen, horizontal angeordneten, nach oben weisenden Auflagerfläche 32. Die Spiralen 26 sind drehbar auf dem Maschinenrahmen gelagert und werden zugleich in entgegengesetzter Richtung und in zeitlicher Abstimmung mit der Wirkungsweise des stapelbildenden Förderers 16 angetrieben. Die Spiralen 26 können mit konstanter Geschwindigkeit oder mit einer intermittierenden Indexbewegung angetrieben werden» Vorzugsweise und wie gezeigt werden die Spiralen 26 aber kontinuierlich und mit unterschied]! eher Geschwindigkeit durch einen Getriebezug angetrieben, der einen Satz von allgemein mit 34 bezeichneten schräg verzahnten Rädern und eine Mehrzahl von elliptischen Rädern 36, 38, 40 und 42 umfaßt. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde jedoch die genaue Form der elliptischen Räder nicht dargestellt.

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Wie vorstehend bemerkt, werden die Gegenstände durch den Beschickungsförderer 14 in den Schraubenstapler 12 eingespeist, wobei der Beschickungsförderer eine Führungsbahn umfaßt, die durch ein Paar mit Abstand zueinander paralleler Stützelemente 43 gebildet wird, die in der Weise miteinander zusammenwirken, daß eine horizontale, nach oben weisende Auflagerfläche 44 für die Gegenstände gebildet wird, welche in Fig. 3 dargestellt ist. An den Außenseiten der Stützelemente 43 angebrachte Seitenelemente 46 erstrecken sich oberhalb der Auflagerfläche 44 und bilden die seitlichen Begrenzungen der Führungsbahn, deren Breite im wesentlichen gleich der Breite der zu verpackenden Gegenstände ist.

Der Beschickungsförderer 14 umfaßt außerdem eine Mehrzahl von Schieberleisten 48, welche auf endlosen Ketten befestigt sind, die ihrerseits von Kettenrädern getragen werden, welche sich im Zwischenraum zwischen den Stützelementen 43 bewegen, wobei die Schieberleisten 48 sich, wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt, oberhalb der Auflagerfläche 44 befinden, um die Gegenstände längs der Auflagerfläche in den unteren Teil der Spiralen 26 zu führen.

Der stapelbildende Förderer 16 ist auf dem Maschinenrahmen oberhalb des Schraubenstaplers 12 gelagert und umfaßt eine endlose Kette 50, die über ein Paar loser Kettenräder 52 (eines davon in Fig. 3 sichtbar) und einen mit Kettenrädern versehenen, allgemein mit 54 bezeichneten Antrieb (im wesentlichen in den Fig. 3, 4

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- 15 und 5 sichtbar) geführt ist«, Die Kette 50 mit den sie tragenden Kettenrädern ist oberhalb des Schraubenstaplers 12 angeordnet und trägt eine Mehrzahl von im allgemeinen benachbarten, L-förmigen, stapelbildenden Taschen 56, welche, wie in Fig. 4 gezeigt, durch den Raum zwischen den Spiralen 26 wandern. Der stapelbildende Förderer umfaßt weiter eine horizontale Stützleiste 60, welche unterhalb der Kette 50 auf dem Maschinenrahmen gelagert ist. Eine in der Stützleiste 60 ausgebildete, sich in Längsrichtung erstreckende und sich nach oben öffnende Rinne 62 (Fig„ 4) nimmt die freien Enden der verschiedenen Taschen 56 auf, welche auf dem Untertrum der Kette 50 angeordnet sind (Fig. 4)„ Die Oberseiten der Stützleisten 60 wirken zur Bildung einer im allgemeinen horizontal angeordneten Auflagerfläche 64 auf einem oberhalb der Auflagerfläche 44 jedoch etwas unterhalb der Auflagerfläche 32 befindlichen Niveau zusammen. Sich in Querrichtung erstreckende und sich nach oben öffnende Kerben nahe dem vom Schraubenstapler 12 abgewandten Ende der Stützleiste 60 dienen einem nachfolgend noch erläuterten Zweck. Ein sich in Längsrichtung erstreckendes Begrenzungselement 67 ist an der hinteren Oberfläche der Stützleiste 60 befestigt und erstreckt sich von der Stützleiste aus nach oben bis etwa in den Bereich des Untertrums der Kette 50= Das Begrenzungselement 67 ist - wie aus Fig. ersichtlich - in Längsrichtung mit dem Seitenelement fluchtend ausgerichtet, befindet sich jedoch etwas hinter dessen Hinterseite.

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Ein Paar von auf dem Maschinenrahmen oberhalb der Stützleiste 60 gelagerten Kettenführungen 68 besitzt sich nach innen öffnende Kanäle, welche die vorspringenden entgegengesetzten Enden von Achsstiften der Ketten 50 aufnehmen und dazu dienen, das Untertrum der Kette parallel zur Stützleiste 60 zu halten, so daß die freien Ende der stapelbildenden Taschen 56 zuverlässig innerhalb der Rinne 62 laufen. Der Schraubenstapler 12 und die Förderer 14 und 16 arbeiten in einer aufeinander zeitlich abgestimmten Weise und werden vorzugsweise durch einen gemeinsamen Antriebsmotor 69 angetrieben, der etwas schematisch in Fig. 5 gezeigt ist. Der stapelbildende Förderer 16 bewegt sich mit einer indexierenden oder schrittweisen Bewegung und wird durch einen Klinkentrieb angetrieben, der allgemein mit 70 bezeichnet und am besten aus den Fig. 4 und 9 ersichtlich ist_o Der Klinkentrieb 70 umfaßt ein Antriebsklinkenrad 72 und ein Sperrklinkenrad 74_O Diese Klinkenräder sind auf einer gemeinsamen Antriebswelle 76 gelagert, die auf dem Maschinenrahmen drehbar angebracht ist und den Kettenräderantrieb 54 antreibt. Die Klinkenräder 72 und 74 sind fest auf der Antriebswelle 76 angebracht, wobei die Zähne der Klinkenräder in entgegengesetzte Richtungen weisen, wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich ist₀ Die das Antriebsklinkenrad 72 antreibende Antriebsklinke ist mit 78 bezeichnet und auf einem Block 80 schwenkbar gelagert, der seinerseits auf der Antriebswelle 76 schwenkbar angebracht ist. Eine Feder 82 ist zwischen dem Block 80 und der Antriebsklinke 78 eingespannt, um die Antriebsklinke 78 mit dem Antriebsklinkenrad 72 in Eingriff zu bringen.

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Eine Sperrklinke 84, welche mit dem Sperrklinkenrad 74 zusammenarbeitet, ist schwenkbar auf dem Maschinenrahmen gelagert und durch eine Feder 86 gegen das Sperrklinkenrad 74 vorgespannt, wobei diese Feder zwischen der Sperrklinke 84 und dem Maschinenrahmen eingespannt ist. Ein auf dem Block 80 gelagerter Bolzen 88 dient dazu, die Sperrklinke 84 außer Eingriff mit dem zugeordneten Sperrklinkenrad zu halten, wie nachfolgend noch erläutert wird. Der Klinkentrieb 70 umfaßt weiterhin ein einstellbares Verbindungsglied 90, welches an einem Ende mit dem Block 80 und am anderen Ende mit einem Schwinghebel 92 verbunden ist, der in fester Position auf einer Schwinghebelwelle 94 befestigt ist. Ein Paar von Kurvenfolgehebeln 96 und 98 ist ebenfalls in fester Position auf der Schwinghebelwelle 94 befestigt und trägt Kurvenfolgerollen, welche mit zugeordneten Kurvenscheiben 96 und 101 zusammenwirken, die durch den Antriebsmotor angetrieben werden, um eine hin- und hergehende Bewegung auf das Verbindungsglied 90 zu übertragen.

Wie vorstehend erwähnt wurde, arbeitet der stapelbildende Förderer 16 intermittierend und mit hoher Geschwindigkeit in zeitlicher Abstimmung mit dem Betrieb des Schraubenstaplers 12. Um eine Beschädigung von Maschinenteilen beim Auftreten einer vorgegebenen Bedingung, wie beispielsweise einer Fehlleitung oder einem Blockieren der Vorrichtung durch ein Produkt, zu vermeiden, umfaßt die Vorrichtung einen Mechanismus zur automatischen Abschaltung des Maschinenahtriebs, um die Maschine beim Auftreten einer solchen Bedingung stillzusetzen.. Im

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einzelnen wird der mit Kettenrädern versehene Antrieb über eine Nabe 100 angetrieben, die drehfest mit der Welle 76 verbunden ist. Die Nabe besitzt einen im Durchmesser vergrößerten äußeren Flansch, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Der Antrieb 54 umfaßt ein Paar von Drehantriebselementen oder Kettenrädern 102 und 102' und ein Distanzstück 104 zwischen diesen Kettenrädern. Die Kettenräder und Distanzstücke besitzen zylindrische Bohrungen zur Aufnahme der Nabe 100 und sind innerhalb des im Durchmesser vergrößerten Nabenflansches auf der Nabe derart gelagert, daß sie relativ zur Antriebswelle 76 eine begrenzte Winkelbewegung ausüben können» Drei in gleichem Winkel gegeneinander versetzte zylindrische Antriebsbolzen 105, von welchen einer dargestellt ist, und welche mit Köpfen versehene äußere Enden aufweisen, erstrecken sich nach innen durch Schlitze im Nabenflansch und sind in fester Position mit den Kettenrädern 102, 102' und den Distanzstücken 104 durch mit Köpfen versehene und sich nach außen durch die Kettenräder und Distanzstücke erstreckende und mit den Antriebsbolzen 105 in Gewindeeingriff stehende Befestigungselemente 106, von welchen ebenfalls eines in Fig. 6 dargestellt ist, verbunden, Die Köpfe der Befestigungselemente 106 sind, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, in der inneren Oberfläche des inneren Kettenrads 102* versenkt angeordnet. Wenigstens eine und vorzugsweise drei Federn 108 (von denen in Fig. 7 eine gezeigt ist) und welche innerhalb von Ausnehmungen in dem Nabenflansch angeordnet sind, wirken zwischen den Antriebsbolzen 105 und Einstellschrauben 103, welche

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in den Nabenflansch eingeschraubt sind, um die Kettenräder 102, 102' und die Distanzstücke 104 bezogen auf Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zur Nabe 100 vorzuspannen. Die Federn 108 wirken mit den Antriebsbolzen 105 und den Befestigungselementen 106 zusammen, um eine federnde Antriebsverbindung zwischen der Nabe und dem Kettenräder-Antrieb 54 zu schaffen. Kugeln 109, von welchen eine in Fig. 6 dargestellt ist, sind in Bohrungen 110 angeordnet, welche mit gleichen Winkelabständen in den Kettenrädern und den Distanzstücken ausgebildet sind, sowie in dazu komplementären flachen Aufnahmen 111 im Flansch der Nabe. Die Kugeln 109 werden gegen den Nabenflansch durch Druckfedern 113 gedrückt, welche an einer kreisförmigen Fühlerplatte 112 anliegen, die auf der Welle 76 innerhalb des Kettenrades 102' angeordnet ist und im allgemeinen der Innenseite dieses letzteren Kettenrads benachbart. Eine Rückhaltefeder 114 für diese Fühlerplatte ist zwischen der Fühlerplatte 112 und dem Maschinenrahmen eingespannt und übt normalerweise eine Vorspannkraft auf die Fühlerplatte aus, welche etwas größer ist, als die kombinierte, durch die Druckfedern 113 ausgeübte Kraft, wodurch die Fühlerplatte 112 zur Anlage an dem Kettenrad 102' gezwungen wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Die Fühlerplatte 112 ist gegenüber dem Betätigungselement eines normalerweise geschlossenen Schalters 116 ausgerichtet, der in fester Position auf dem Maschinenrahmen angeordnet ist und über welchen der Motor 69 angeschlossen ist„

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Der Trennwandförderer 18 kann beispielsweise eine endlose Kette oder endlose Ketten umfassen, welche über Kettenräder geführt sind und welche eine Mehrzahl von Mitnehmern 118 tragen, die miteinander zusammenwirken, um Taschen zur Aufnahme von Stapeln zu bilden, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Ein nicht dargestellter Mechanismus dient dazu, eine Trennwand S oberhalb einer durch benachbarte Mitnehmer 118 gebildeten Tasche zu positionieren und die Trennwand S nach unten in die Tasche zu drücken, um sie im allgemeinen U-förmig, komplementär zur Tasche auszugestalten, wie im wesentlichen aus Fig. ersichtlich ist. Nach der dargestellten Ausführungsform, arbeiten der Trennwandförderer 18 und der Positionierungsmechanismus für die Trennwand in zeitlich aufeinander abgestimmter Weise mit dem stapelbildenden Förderer 16 zusammen und werden vom Motor 69 angetrieben oder können durch diesen angetrieben werden. Die gezeigte Vorrichtung bringt eine Trennwand S in jede dritte zur Aufnahme von Stapeln bestimmte Tasche ein, wenn der Trennwandförderer 18 intermittierend in der durch einen Pfeil in Fig. 1 gezeigten Richtung fortschreitet.

Der erste Transfermachanismus 20 umfaßt einen Stoßmechanismus, welcher eine Druckplatte 120 (Fig. 3) umfaßt, welche - im wesentlichen wie gezeigt - in Querrichtung gegenüber einer der Taschen 56 ausgerichtet ist, wenn der stapelbildende Förderer 16 sich in Ruhe befindet.

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Die Druckplatte 120 besitzt eine nach unten vorspringende ι Nase, welche geeignet ist, sich innerhalb der Kerben 66

zu bewegen, wenn die Druckplatte 120 in Querrichtung der ! Stützleiste 60 durch einen zugeordneten, nicht gezeigten

Stoßmechanismus bewegt wird.

Der zweite Transfermechanismus 22 ist dem vorstehend beschriebenen ersten Transfermechanismus 20 ähnlich oder kann diesem ähnlich sein, umfaßt jedoch eine Mehrzahl

von Druckplatten ähnlich der Druckplatte 120, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Stapeln aus den die Stapel

j aufnehmenden Taschen des Trennwandförderers 18 in Richtung

auf die Kartonfaltstation 24 zu bewegen. Der zweite Transfermechanismus 22 kann einen weiteren, nicht gezeigten Förderer umfassen, der sich zwischen den Transfermechanismus 22 und der Kartonfaltstation 24 befindet, um aufeinanderfolgende Reihen gestapelter Gegenstände in Richtung auf die Kartonfaltstation in einer Abstände voneinander aufweis enden Anordnung zu überführen, wie dies in Fig.. 1 dargestellt ist. Die Kartonfaltvorrichtung im Bereich der Kartonfaltstation 24 ist von üblicher Bauart und wird deshalb nachfolgend nicht weiter erläutert.

Betrachtet man nun die Wirkungsweise der Vorrichtung 10, so wird eine Folge von Gegenständen, welche beispielsweise durch eingehüllte Kaugummistreifen oder ähnliche Gegenstände gebildet sein kann, von einer nicht gezeigten Einwickelmaschine durch den Beschickungsförderer 14 übernommen, der die Gegenstände zum unteren Bereich des

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Schraubenstaplers 12 überführt. Jeder Gegenstand wird im Bereich der unteren Auflagerfläche 44 in den Schraubenstapler 12 eingespeist. Am Anfang des Stapelzyklus befindet sich der stapelbildende Förderer 16 im Ruhezustand, wobei eine Tasche 56 in einer zur Aufnahme eines Gegenstandes geeigneten Position unmittelbar oberhalb der Spiralen 26 angeordnet ist. Wie vorstehend erwähnt wurde, werden die Spiralen 26 in entgegengesetzter Richtung und mit Geschwindigkeiten angetrieben, welche sich während jeder Drehung der Spiralen verändern. Einander gegenüberliegende Endabschnitte der Gegenstände werden durch die sich drehenden Spiralen 26 erfaßt, welche den Gegenstand von der unteren Auflagerfläche 44 zu einem oberen Niveau bewegen, welches durch die Auflagerflächen 32 gebildet wird. Beim Einlaufen in den Schraubenstapler 12 wird der Gegenstand zunächst mit hoher Geschwindigkeit angehoben, die Drehbewegung der Spiralen und damit die Hubgeschwindigkeit des Gegenstandes nimmt jedoch ab, wenn der Gegenstand sich der oberen Auflagerfläche 32 nähert. Wenn der Gegenstand das obere Niveau des Schraubenstaplers 12 erreicht, ruht der Gegenstand auf diesem Niveau auf den oberen Auflagerflächen 32 auf. Der nächstfolgende Gegenstand im Schraubenstapler 12 wird weiter durch den Schraubenstapler 12 angehoben, erreicht den Gegenstand in der oberen Ruheposition jedoch mit verringerter Geschwindigkeit. Wenn jeder aufeinanderfolgende Gegenstand durch den Schraubenstapler 12 angehoben worden ist, gelangt er in Kontakt mit dem dort befindlichen, vorauslaufenden Gegenstand, wodurch der vorauslaufende Gegenstand innerhalb der zu-

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- 23 geordneten Tasche 56 angehoben wird.

Wenn eine vorgegebene Anzahl von Gegenständen, wie beispielsweise von acht Gegenständen, innerhalb der Tasche 56 gestapelt worden ist, veranlaßt der dem stapelbildenden Förderer 16 zugeordnete Kurvenmechanismus einen Bewegungsschritt des Förderers, wodurch der Stapel von Gegenständen von den Spiralen 26 wegbewegt wird und die nächstfolgende Tasche 56 in ihre zur Aufnahme von Gegenständen geeignete Position über die Spirale 26 bewegt wird.

Am Anfang des schrittweisen BewegungszykIus ruht die Antriebsklinke 78 auf einem Zahn des Antriebsklinkenrades 72 auf und die Sperrklinke 84 steht mit einem Zahn auf dem Sperrklinkenrad 74 in Eingriff, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Betätigung des zugeordneten Kurvenmechanismus verschwenkt den Schwinghebel 92 im Gegenuhr zeiger s5nn, wodurch der Block '80 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung des Blockes 80 veranlaßt den vom Block getragenen Bolzen 88, die Sperrklinke 84 aus ihrem sperrenden Eingriff mit dem Sperrklinkenrad 74 zu bewegen, und zieht die Antriebsklinke 78 in eine Position zurück, in welcher sie unter Federspannung in Antriebsverbindung mit einem zugeordneten Zahn des Antriebsklinkenrades 72 gelangt. Beim Rückwärtshub des Schwinghebels 92, welcher durch den zugeordneten Kurvenmechanismus veranlaßt wird, schwenkt der Block im Gegenuhrzeigersinn und veranlaßt die Antriebsklinke das Antriebsklinkenrad vorwärtszubewegen und dadurch eine

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im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Winkelbewegung der Antriebswelle 76 und der Nabe 100 zu bewirken. In Fig. ist der Schwinghebel 92 in einer Zwischenposition gezeigt. Die Federn 108, die Antriebsbolzen 105 und die Befestigungselemente 106 bewirken eine elastische Antriebsverbindung zwischen der Nabe 100 und dem Kettenräderantrieb 54, um den stapelbildenden Förderer 16 schrittweise zu bewegen. Der Förderer 16 führt seine schrittweise Bewegung durch, während sich ein Gegenstand in Ruhe am Ende des Hubzyklus des Schraubenstaplers 12 befindet. Es werden somit die innerhalb einer Tasche 56 angeordneten Gegenstände von den Auflagerflächen 32 wegbewegt und auf die etwas niedriger gelegene Auflagerfläche 64 überführt, die durch die Stützleiste 60 gebildet wird, ohne daß im wesentlichen die Gefahr einer Verklemmung oder einer Störung besteht.

Der Trennwandförderer 18 bewegt sich schrittweise und zeitlich abgestimmt auf die Bewegung des stapelbildenden Förderers 16. Während der Trennwandförderer 18 sich in Ruhe befindet, wird eine Trennwand S oberhalb einer durch die Mitnehmer 118 gebildeten Tasche angeordnet und in die Tasche eingesetzt und U-förmig durch eine nicht gezeigten Formmechanistnus derart gefaltet, daß sich die Trennwand der Innenform der Tasche anpaßt. Vorzugsweise und wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine Trennwand S in jede dritte Tasche des Trennwandförderers 18 eingesetzt.

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Wenn sich der stapelbildende Förderer 16 und der Trennwandförderer 18 in Ruhe befinden, wird der erste Transferrnechanistnus 20 betätigtem einen Stapel von Gegenständen vom stapelbildenden Förderer 16 in eine zugeordnete Tasche des Trennwandförderers 18 zu überführen. Der zweite Transfermechanismus 22 kann gleichzeitig betätigt werden, um eine Reihe von gestapelten Gegenständen und den zugeordneten Trennwänden S aus dem Trennwandförderer 18 in Richtung auf die Kartonfaltstation 24 zu bewegen. Wie gezeigt, umfaßt jede vom zweiten Transfermechanismus 22 vorwärtsbewegte Reihe von Gegenständen drei Stapel von Gegenständen, wobei jeder Stapel vom benachbarten Stapel durch eine Trennwand S getrennt ist. In der Kartonfaltstation 24 wird der Bodenabschnitt eines Kartons oder einer Schachtel um die Reihe von Gegenständen geformt. Der obere Teil der Schachtel wird in einem späteren, nicht dargestellten Arbeitsgang hinzugefügt, um die Verpackung zu vervollständen.

Die gezeigte Verpackungsmasche 10 ist geeignet mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 Gegenständen pro Minute Gegenstände aufzunehmen und zu stapeln. Falls jeder ausgebildete Stapel acht Gegenstände umfaßt, werden die Stapel mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 Stapeln pro Minute gebildet. Nimmt man an, daß jeder der an der Kartonfaltstation 24 gebildeten Schachteln drei Stapel der Gegenstände aufnimmt, so ist die gezeigte Vorrichtung geeignet, etwa 16,6 Packungen oder Kartons pro Minute zu erzeugen.

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Falls ein Gegenstand sich zwischen dem Schraubenstapler 12 und dem stapelbildenden Förderer 16 verklemmt, wird die Kette 50 eine weitere Bewegung des Antriebs 54 verhindern. Aufgrund der federnden Antriebsverbindung zwischen der Nabe 100 und dem Antrieb 54, welcher durch die Federn 108 bewirkt wird, kann sich die Nabe 100 jedoch geringfügig relativ zur Kettenräderanordnung 54 bewegen und dadurch die Federn 108 leicht zusammendrücken. Diese Bewegung der Nabe 100 relativ zum Kettenräderantrieb 54 veranlaßt die Kugeln 108 sich aus den flachen Aufnahmen 111 in der Nabe in Richtung auf die Fühlerplatte 112 zu bewegen. Diese Bewegung der Kugeln veranlaßt die Federn 113 eine erhöhte Federkraft auf die Fühlerplatte 112 auszuüben und dadurch den durch die Rückhaltefeder 114 verursachten Gleichgewichtszustand der auf die Fühlerplatte ausgeübten Kräfte zu überwinden und damit die Fühlerplatte 112 zu veranlassen, sich in die in unterbrochenen Linien in Fig. 6 dargestellte Stellung zu bewegen. Die Fühlerplatte wirkt dadurch als Betätigungselement auf den Schalter 116 ein und bewegt den Schalter in einer Weise, die den MotorStromkreis öffnet und dadurch die Verpackungsmaschine 10 stillsetzt.

Wenn der das Stillsetzen der Maschine veranlassende Zustand beseitigt ist, wird der Kettenräderantrieb 54 unter dem Einfluß der Federn 109 eine Winkelbewegung relativ zur Nabe 100 ausführen und dadurch den Kugeln 108 gestatten, wieder in die zugeordneten Aufnahmen 111 einzutreten, wodurch die Fühlerplatte 112 in ihre

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dem Kettenrad 102' benachbarte normale Stellung zurückkehren kann. Die Maschine kann dann in üblicher Weise wieder in Betrieb genommen werden.

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Claims

• ":· . 5047372

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER

ZUClEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO · MANDATAIRES AGREES PRES L-OEB

Package Machinery Company βοοα munchen 2 16. Dez. 1980

Chestnut Street Telefon (οβ9) 220207/22*209

T«les^r°"""β: Inventiui München

East Longmeadow, Massachusetts τ.ι«, sa«ieω«,-,»

^USA ^5Q17 τ 11

lhrZ»ichtni

Patentanmeldung

Maschine zum Verpacken von Streifen o.dgl. Gegenständen in Stapelform

Ansprüche

l.\Maschine zum Verpacken von Streifen o. dgl. Gegen- V,—' ständen in Stapelform gekennzeichnet durch einen Schraubenstapler (12) zur Aufnahme eines Gegenstandes auf einem ersten Niveau (44) und zur Bewegung des Gegenstandes auf ein anderes Niveau (32) durch erste Antriebsmittel (34, 36, 38, 40, 42) zur Betätigung des Schraubenstaplers (12), durch Mittel (14) zur Zufuhr einer Folge von Gegenständen zum Schraubenstapler (12) auf diesem ersten Niveau (44), durch einen stapelbildenden Förderer (16) mit einer Mehrzahl von stapelbildenden Taschen (56) zur Aufnahme von durch den Schraubenstapler (12) auf dieses andere Niveau (32) angehobenen Gegenständen, durch zweite Antriebsmittel (54) zur zeitlich auf den Schraubenstapler (12) abgestimmten, intermittierenden Bewegung des stapelbildenden Förderers (16), um jede der aufeinanderfolgenden stapelbildenden Taschen (56) in eine Übergabeposition zur Aufnahme eines Gegenstandes relativ zum Schraubenstapler (12) zu bewegen und um

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die voranlaufende stapelbildende Tasche und einen darin enthaltenen Stapel von Gegenständen in einer vom Schraubenstapler (12) wegführenden Richtung zu bewegen, durch einen parallel zum stapelbildenden Förderer (16) verlaufenden Trennwandförderer (18) zur Aufnahme von Trennwänden (S) für die Gegenstände, durch Mittel zur intermittierenden Bewegung des Trennwandförderers (18) in zeitlicher Abstimmung mit dem stapelbildenden Förderer (16), durch einen ersten Transfermechanismus (20) zur Bewegung jeweils eines der aufeinanderfolgenden Stapel vom stapelbildenden Förderer (16) zum Trennwandförderer (18) um aufeinanderfolgende Reihen von Stapeln auf dem Trennwandförderer (18) zu bilden, und durch einen zweiten Transfermechanismus (22) zur Bewegung aufeinanderfolgender Reihen der gestapelten Gegenstände mit dazwischen angeordneten Trennwänden (S) weg von diesem Trennwandförderer (18)_o
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenstapler (12) ein Paar sich nach oben erstreckender Spiralen (26) aufweist, welche um in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisende, vertikale Achsen (28) drehbar gelagert sind, und daß die ersten Antriebsmittel Mittel umfassen, welche geeignet rind, die Spiralen (26) gleichmäßig und in entgegengesetzter Drehrichtung um diese Achsen (28) zu bewegen.

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3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Antriebsmittel Mittel (36,38,40,42) zur Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Spiralen (26) während jeder Drehung der Spiralen (26) umfassen.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Antriebsmittel einen Getriebezug umfassen, der eine Mehrzahl von elliptischen Rädern (36, 38, 40, 42) enthält.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spiralen (26) eine schraubenförmige Bahn (30) besitzt, welche eine radial angeordnete Auflagerf läc'-e (32) umfaßt, die dieses andere Niveau bildet»
6. Maschine nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das andere Niveau übereinander angeordnet sind, und daß der stapelbildende Förderer (16) oberhalb des Schraubenstaplers (12) angeordnet ist, um aufeinanderfolgend durch den Schraubenstapler (12) angehobene Gegenstände aufzunehmen.
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (56) des stapelbildenden Förderers (16) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Gegenständen in vertikal gestapelter Anordnung geeignet sind.

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8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Antriebsmittel Mittel (36, 38, 40, 42) umfassen, um die Drehgeschwindigkeit der Spiralen (26) während wenigsten eines Teils jeder Drehung der Spiralen (26) zu verändern.
9. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagerfläche (32) eine im allgemeinen halbkreisförmige Fläche ist.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spiralen (26) einen im allgemeinen zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich über einen gewissen Abstand unterhalb des anderen Niveaus (32) erstreckt, und daß diese schraubenförmige Bahn (30) den zylindrischen Abschnitt umgibt.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Antriebsmittel und die zweiten Antriebsmittel durch einen gemeinsamen Antriebsmotor (69) antreibbar sind, und daß die Maschine Mittel (112, 116) zur automatischen Ausschaltung des Motors (69) umfaßt, abhängig vom Auftreten eines vorgegebenen Zustandes innerhalb der Maschine«
12. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Antriebsmittel eine vom Antriebsmotor (69) angetriebene Antriebswelle (76) umfaßt, daß auf der Antriebswelle (76) eine Nabe (100) gelagert ist,

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daß auf der Welle eine Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) zur begrenzten Winkelbewegung gegenüber der Nabe (100) angeordnet ist, daß Verbindungsmittel (109, 110, 111, 113) zur Antriebsverbindung zwischen der Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104)und der Nabe (100) vorgesehen sind, und daß die Mittel zur automatischen Ausschaltung des Antriebsmotors (69) Mittel (112, 116) umfassen, welche geeignet sind, in Abhängigkeit von einer Winkelbewegung der Nabe (100) relativ zur Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) den Antriebsmotor auszuschalten.
13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausschalten des Antriebsmotors (69) eine Fühlerplatte (112) umfassen, die auf der Antriebswelle (76) zwischen einer ersten und einer zweiten Position relativ zur Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) beweglich ist,; daß ein elektrischer Schalter (116) elektrisch mit dem Antriebsmotor (69) verbunden ist und das Stellglied des Schalters in Abhängigkeit von der Bewegung der Fühlerplatte (112) zwischen seinen beiden Positionen steuerbar ist, und daß Mittel vorgesehen sind, die geeignet sind, die Fühlerplatte (112) in Richtung auf ihre zweite Position zu bewegen, in Abhängigkeit von einer Winkelbewegung der Nabe (100) relativ zur Drehantriebsvorrichtung (102, 102¹, 104).

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ORIGINAL INSPECTED
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewegung der Fühlerplatte (112) wenigstens eine von der Drehantriebsvorrichtung (102, 102',104) getragene Kugel (109) umfassen, welche teilweise in eine Aufnahme (111) in der Nabe (100) eingreift, und daß zwischen der Kugel (109) und der Fühlerplatte (112) eine Feder (113) angeordnet ist, und daß Mittel (114) vorgesehen sind, um die Fühlerplatte (112) normalerweise in ihre erste Position zu drücken.
15ο Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebsmittel das zweite Antriebsmittel umfaßt.
16„ Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (109, 110, 111, 113) als federnde Verbindungsmittel ausgebildet sind.
17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Verbindungsmittel eine Feder umfassen, die innerhalb einer Ausnehmung der Nabe angeordnet ist und sich auf ein Befestigungselement abstützt, welches die Drehantriebsvorrichtung mit der Nabe zusammenhält.

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18. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (112, 116) zum automatischen Ausschalten des Motors geeignet sind, auf eine Überlastung der Maschine anzusprechen.
19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewegung der Fühlerplatte (112) wenigstens eine Kugel (109) umfassen, die von der Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) getragen wird und teilweise in eine Aufnahme (ill)der Nabe (100) eingreift, daß diese Kugel (109) aus der Aufnahme (111) und in die Drehantriebsvorrichtung (102, 102*, 104) unter dem Einfluß einer Winkelbewegung der Nabe (100) relativ zur Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) bewegbar ist, und daß eine von der Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104)

. getragene Feder (113) zwischen der Fühlerplatte (112) und der Kugel (109) wirksam istο

20o Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel wenigstens eine Feder·(113) umfassen, die zwischen der Nabe (100) und der Drehantriebsvorrichtung (102, 102', 104) wirksam ist.

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