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Beschreibung
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Verpackungsmaschine -zum Verpacken von Gegenständen mit bahnenförmigem
Folienmaterial Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von
längs einer Vorschubfläche vorgeschobenen Gegenständen mit bahnenförmigem Folienmaterial
und zum Vereinzeln der Gegenstände durch quer zur Vorschubrichtung zwischen den
Gegenständen in die die Gegenstände schlauchförmig umgebenden Folien eingebrachte
Trennschweißnähte mit einer ersten Station zum schlauchförmigen Umgeben der hintereinander
vorgeschobenen Gegenstände und einer daran anschließenden Fördervorrichtung zum
Vorschieben der schlauchförmig von Folienmaterial umgebenen Gegenstände zu einer
die Querschweißnaht einbringenden Trennschweißvorrichtung.
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Bei Verpackungsmaschinen dieser Art werden die einzeln hintereinander
längs einer Fördervorrichtung vorgeschobenen Gegenstände üblicherweise durch eine
oder mehrere Folienbahnen schlauchförmig umgeben. Nach dem Umgeben der Gegenstände
werden die schlauchförmigen Folien zwischen den Gegenständen durch quer zur Schlauchrichtung
verlaufende Trennschweißnähte zertrennt, wobei gleichzeitig die Gegenstände von
den Folien allseitig dicht umschlossen werden.
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Diese Vorgänge erfolgen in der Regel taktweise, d.h. die Gegenstände
müssen zum Einbringen der Querschweißnaht angehalten und anschließend wieder beschleunigt
werden. Dies setzt die Gegenstände einer großen Beanspruchung aus.
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Um reproduzierbare und gute Qualitäten der Querschweißnähte zu erzielen,
müssen die Folien im Bereich von zwei aufeinanderfolgenden Gegenständen faltenfrei
sein und eine bestimmte Spannung aufweisen. Dies ist mit herkömmlichen Fördervorrichtungen
ausserordentlich schwer zu erreichen, so daß die Qualität der Querschweißnähte oft
zu wünschen Ubrigläßt.
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Schließlich ergibt sich bei Verpackungsmaschinen dieser Art die Schwierigkeit,
daß die endgültig verpackten Gegenstände einer weiteren, kontinuierlich umlaufenden
Fördervorrichtung zugeführt werden müssen, die die Gegenstände zur Weiterverarbeitung,
beispielsweise zu einer Schrumpfbehandlung, transportieren. Aufgrund des taktweisen
Vorschubes in der Querschweißvorrichtung ergeben sich hier zusãtzliche Schwierigkeiten,
insbesondere im Hinblick auf die Beanspruchung der mit der relativ losen Folienhülle
umgebenen Gegenstände.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verpackungsmaschine vorzuschlagen,
bei welcher ein möglichst schonender Vorschub der Gegenstände nach dem Umhüllen
derselben mit der schlauchförmigen, kontinuierlichen Folienbahn möglich ist, wobei
gleichzeitig die Folien zwischen aufeinanderfolgenden Gegenständen faltenfrei und
unter einer reproduzierbaren Spannung gehalten werden sollen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Verpackungsmaschine der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördervorrichtung
eine
Vielzahl drehbarer Walzen umfaßt, die in einer horizontalen Ebene in Vorschubrichtung
nebeneinander mit quer zur Vorschubrichtung angeordneten Längsachsen an einem ortsfesten
Rahmen drehbar gelagert und gemeinsam über eine jeder einzelnen Walze zugeordnete
Reibungsmitnahme von einem Antrieb verdrehbar sind und daß die von dem Antrieb auf
c jede Walze über die Reibungsmitnahme ausgeübten Kräfte so gering sind, daß ein
Gleiten zwischen den einzelnen Walzen und den von den Folien umgebenen Gegenständen
auch bei festgehaltenen Gegenständen nicht eintritt.
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Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung hat den großen Vorteil, daß
die Walzen, auf denen die Gegenstände vorgeschoben werden, ortsfest gelagert sind.
Aufgrund des Antriebes und der Reibungsmitnahme drehen sich die Walzen normalerweise
milder vom Antrieb vorgegebenen Geschwindigkeit und nehmen die auf die Fördereinrichtung
aufgeschobenen Gegenstände mit dieser Geschwindigkeit mit. Sobald die Gegenstände
jedoch zurückgehalten werden, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen entsprechend
herabgesetzt, da dann die über die Reibungsmitnahme vom Antrieb auf die Walzen ausgeübten
Mitnahmekräfte nicht mehr ausreichen, um diese in Drehung zu versetzen.
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Es ist dabei außerordentlich vorteilhaft, wenn die von der Reibungsmitnahme
jeder Walze übertragbaren Kräfte einstellbar sind; damit kann die Fördervorrichtung
insgesamt oder bereichsweise an bestimmte Folienmaterialien, an bestimmte Gegenstände
etc. angepaßt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß jeder Walze
eine von dem gemeinsamen Antrieb gedrehte, am Rahmen gelagerte Welle zugeordnet
ist, welche durch die hohl ausgebildete
Walze hindurchragt, daß
die Walze auf der ihr zugeordneten Welle drehbar gelagert ist und daß die Reibungsmitnahme
zwischen der Welle und der auf ihr gelagerten Walze wirksam ist.
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Vorzugsweise ist zur Lagerung der Walze auf der Welle mindestens ein
vorgespanntes Kugellager vorgesehen, welches gleichzeitig die Reibungsmitnahme bildet.
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Dabei ist es besonders günstig, wenn zur Einstellung der Vorspannung
des Kugellagers und damit zur Einstellung der durch die Reibungsmitnahme übertragbaren
Kräfte die beiden Ringe des Kugellagers in axialer Richtung vorgespannt sind.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der
innere Kugellagerring auf der Welle axial verschieblich gelagert ist, daß der äußere
Kugellagerring mit der Walze in axialer Richtung unverschieblich verbunden ist und
daß der innere Ring mit einer einstellbaren Kraft gegenüber dem äußeren Ring in
axialer Richtung beaufschlagt ist.
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Vorzugsweise wird die den inneren Ring beaufschlagende Kraft durch
eine am inneren Ring anliegende Druckfeder aufgebracht.
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Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn sich die die Walzen umfassende
Fördervorrichtung über die Trennschweißvorrichtung hinaus bis zu einer Fördervorrichtung
mit fester Fördergeschwindigkeit erstreckt. Die Fördereinrichtung ist dann in hervorragender
Weise geeignet, die Gegenstände nach der Querschweißvorrichtung schonend auf die
Geschwindigkeit zu beschleunigen, die zur stetigen Übergabe des vereinzelten Gegenstandes
an eine nachfolgende Fördereinrichtung mit fester Vorschubgeschwindigkeit notwendig
ist.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der
Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Fördereinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine
Draufsicht auf die nur zur Hälfte und teilweise aufgebrochen dargestellte Vorrichtung
der Fig. 1; Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie 3- 3 in Fig. 1 und Fig. 4 eine
Schnittansicht längs Linie 4 - 4s in Fig. 1 Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine
umfaßt zunächst eine erste Station an sich bekannte Bauart, in der längs einer horizontalen
Vorschubebene hintere in-ander vorgeschobene Gegenstände von einer Folie schlauchförmig
umgeben werden. Dies kann in an sich bekannter Weise durch zwei aufeinandergelegte
Folien erfolgen, die längs ihrer beiden Seitenkanten miteinander verschweißt werden,
es ist möglich eine einzige Folie schlauchförmig um die Gegenstände herumzulegen
und die Kanten der Folie dann miteinander zu verschweißen. Nachdem derartige VorriChtungen
bekannt sind, sind sie in der Zeichnung nicht eigens dargestellt, sondern die Zeichnung
stellt nur die sich an eine solche erste Station anschließende Fördereinrichtung
dar, auf welche die von der kontinuierlichen, schlauchförmigen Folie umgebenen Gegenstände
nacheinander zu einer in der Zeichnung nicht dargestellten Querschweißvorrichtung
und anschließend weiter zu einer ebenfalls nicht dargestellten Fördervorrichtung
transportiert werden, welch letztere die nunmehr vereinzelten und von
der
Folie umschlossenen Gegenstände der weiteren Behandlung zuführt.
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Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 4 der Aufbau eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels einer Fördervorrichtung beschrieben, die entsprechenden obigen
Ausführungen zwischen die erste Station einer Verpackungsmaschine und eine weitere
Transportvorrichtung eingeschaltet ist.
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Die Fördervorrichtung umfaßt einen ortsfesten Rahmen 1 mit zwei parallel
zur Vorschubrichtung angeordneten, horizontalen Rahmenschenkeln 2 (Fig. 3 und 4),
in denen eine Vielzahl von parallelen, sich quer zur Vorschubrichtung erstreckenden
Wellen 4 mittels Kugellagern 5 drehbar gelagert sind (Fig. 3 und 4) Der äußere Ring
6 der Kugellager ist mittels Federringen 7, 8 in axialer Richtung unverschieblich
in den Rahmenschenkeln gehalten, der innere Ring 9 ist drehfest und axial verschieblich
auf der jeweiligen Welle 4 gelagert (Fig. 4). Auf der Welle 4 ist anschließend an
den inneren Ring 9 des Kugellagers 5 eine Distanzhülse 10 aufgesteckt, an die sich
ein drehfest mit der Welle 4 verbundenes, ebenfalls axial verschieblich auf dieser
gelagertes Kettenrad 11 anschließt. Dieses liegt am inneren Ring 12 eines weiteren
Kugellagers 13 an, dessen innerer Ring drehfest und axial verschieblich auf der
Welle 4 gelagert ist.
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Der äußere Ring 14 dieses Kugellagers ist drehfest und axial unverschieblich
mit einer die Welle koaxial umgebenden Hohlwalze 15 verbunden, die sich im wesentlichen
über die gesamte Länge der Welle 4 erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist neben dem Kugellager 13 ein weiteres unmittelbar daneben angeordnetes Kugellager
16 mit einem inneren Ring 17 und einem äußeren Ring 18 vorgesehen.
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In eine stirnseitig in die Welle 4 eingebrachte zentrale Gewindebohrung
19 ist ein Schraubbolzen 20 eingeschraubt, dessen Kopf sich an einer Anschlagscheibe
21 abstützt, die ihrerseits an dem inneren Ring 9 des Kugellagers 5 anliegt.
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In aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise werden die inneren
Ringe 12 und 17 der beiden Kugellager 13 und 16 durch eine die Welle 4 umgebende
Druckfeder in Richtung auf das Wellenende gedrückt.
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Alle nebeneinanderliegenden Wellen 4 sind in der gleichen Weise gelagert
und tragen in gleicher Weise einen verdrehbaren Hohlzylinder. Auf.der in der Zeichnung
nicht dargestellten gegenüberliegenden Seite sind die Welle und der Hohlzylinder
in ähnlicher Weise mittels Kugellagern gelagert, jedoch kann bei dieser Lagerung
die Verspannung der die Hohlwalze auf der Welle lagernden Kugellager entfallen.
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Um die Kettenräder 11 der Wellen ist eine Endloskette 22 gelegt (Fig.
1), die mittels eines an einem Hebelarm 23 gelagerten freien Kettenrades 24 gespannt
ist. Eine der Wellen der Fördereinrichtung trägt zusätzlich ein weiteres Kettenrad
25, über welches eine Endloskette 26 läuft, die mittels eines von einem Motor 27
über ein Getriebe 28 angetriebenes Kettenrad 29 angetrieben wird. Durch diesen Antrieb
werden alle Wellen 4 gleichsinnig mit gleicher Drehgeschwindigkeit angetrieben.
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Die Kugellager 13 und 16 stehen dadurch unter Vorspannung, daß die
inneren Ringe in axialer Richtung gegenüber den äußeren Ringen mit einer Kraft beaufschlagt
sind. Diese Kraft läßt sich durch Wahl unterschiedlich starker Druckfedern variieren.
Durch diese Vorspannung der Kugellager ergibt sich eine bestimmte
Reibung
zwischen dem inneren und dem äußeren Ring dieser Kugellager,und somit kann von den
Wellen 4 aufgrund dieser Reibung eine Drehbewegung auf die Hohlwalzen 15 übertragen
werden. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer solchen Vorrichtung in einer
Verpackungsmaschine wird die Vorspannung der Kugellager und damit die Reibungsmitnahme
derart eingestellt, daß die Hohlwalzen durch die Unterseite der mit einer Folie
überzogenen Gegenstände festgehalten werden, falls die Gegenstände verzögert werden,
so daß also keine Gleitbewegung zwischen den Hohlwalzen einerseits und den folienbedeckten
Unterseiten der Gegenstände andererseits auftreten.
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Im Betrieb der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung laufen die Hohlwalzen
15 aufgrund der Reibungsmitnahme normalerweise mit derselben Geschwindigkeit um
wie die Wellen 4. Sobald ein Gegenstand auf die Fördervorrichtung aufgeschoben wird,
gleicht sich die Drehgeschwindigkeit der Hohlwalzen, auf denen der Gegenstand liegt,
der Vorschubgeschwindigkeit des Gegenstandes an, da die Reibungskräfte zwischen
Hohlwalzen einerseits und folienumgebenem Gegenstand andererseits größer sind als
die Reibungskräfte zwischen Hohlwalzen und Wellen. Dies würde beim Aufbringen eines
freien Gegenstandes schließlich dazu führen, daß der Gegenstand auf die der Drehgeschwindigkeit
der Wellen entsprechende Vorschubgeschwindigkeit beschleunigt oder verzögert wird,
im Falle der Verwendung dieser Vorrichtung in der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine,
bei welcher die nacheinanderfolgenden Gegenstände durch die endlose Schlauchfolie
umgeben sind, führt dies normalerweise zunächst zu einer Beschleunigung des ersten,
aufgeschobenen Gegenstandes, so daß der Folienschlauch zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Gegenständen in definierter Weise gestrafft wird. Die dabei auf die Folie ausgeübten
Kräfte werden durch die Größe der Reibungsmitnahme zwischen
Hohlwalzen
und Wellen bestimmt. Zum Einbringen der Querschweißnaht in den Schlauch zwischen
zwei Gegenständen wird die Vorschubbewegung der Gegenstände unterbrochen, indem
der Vorschub der durch die schlauchförmige Folie umgebenen Gegenstände von der ersten
Station der Verpackungsmaschine unterbrochen wird. Da sich zumindest der vorderste
Gegenstand der Kette aufeinanderfolgender Gegenstände bereits auf der erfindungsgemäßen
Fördervorrichtung befindet, ergibt sich dadurch für den Schlauchbereich zwischen
diesem und dem nachfolgenden Gegenstand eine definierte Straffung und Spannung,
so daß in diesem Bereich in reproduzierbarer Weise die Querschweißnaht eingebracht
werden kann. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn in diesem Bereich ein Eckeneinstoß
vorgenommen werden kann, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Einstoßwerkzeuges
und/oder unter der Einwirkung eines seitlichen Luftstromes.
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Auch dieser Eckeneinschlag wird wesentlich dadurch begünstigt, daß
dieser Schlauchbereich unter einer definierten Spannung steht und keine Falten aufweist.
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Nach dem Ausbilden der quer verlaufenden Trennschweißnaht wird der
nunmehr von der bahnförmigen Folie losgetrennte, vollständig von der Folie umhüllte
vordere Gegenstand durch die Fördervorrichtung allmählich auf eine Geschwindigkeit
besachleunigt, die der Umdrehungsgeschwindigkeit der Wellen entspricht.
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Diese Beschleunigung erfolgt außerordentlich behutsam, da keinerlei
Gleiten zwischen den Hohlwalzen und den Gegenständen auftritt. Der Gegenstand wird
auf der Fördervorrichtung auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die der Geschwindigkeit
der nachfolgenden Fördervorrichtung entspricht, die eine feste Vorschubgeschwindigkeit
aufweist. Auf diese Weise ist ein stetiger Übergang an der Übergangsstelle möglich.
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Es wirkt sich für die schonende Behandlung der Gegenstände außerordentlich
günstig aus, daß bei festgehaltenem Gegenstand, also während der Ausbildung der
Querschweißnaht, die Walzen, auf denen der Gegenstand aufruht, stillstehen, so daß
keinerlei Bewegung am Gegenstand zu verzeichnen ist. Dadurch liegt der Gegenstand
besonders ruhig auf der Fördervorrichtung, und dies fördert wieder die Qualität
und Reproduzierbarkeit der Trennschweißnaht.