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Bezeichnung : Verpackungsmaschine für Dosengebinde
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Verpacken eines Stapels von
Gegenständen, insbesondere Dosen oder mit Deckeln versehenen Schalen, mit einer
Aufrichtvorrichtung, in welcher die einzelnen auf einem Förderorgan ankommenden
Gegenstände hochkant gestellt werden, einer Querschubvorrichtung, in welcher die
hochkantstehenden Gegenstände reihenmäßig ausgerichtet und zu einem Gebinde gruppiert
werden, einer, zwei Klemmschienen und eine Trennschweißeinrichtung aufweisenden
Banderoliervorrichtung, in welcher das Gebinde mit einer Folie umhüllt wird, die
beidseitig über das Gebinde übersteht, mit einer Schrumpfvorrichtung, in welcher
die überstehenden Ränder der Folienhülle stirnseitsig an das Gebinde eng angelegt
werden und mit einer Ubergabevorrichtung, welche das Gebinde aus der Banderoliervorrichtung
zur Schrumpfvorrichtung transportiert.
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Wenn mit einer derartigen Maschine breite Dosen aus stabilem Kunststoff
oder aus Blech verpackt werden sollen, so genügen seitliche Führungen in Form von
Schienen, welche das Gebinde stirnseitig führen, wenn es mittels eines Schiebers
von einer Station zur nächsten
Station transportiert wird. Probleme
treten dann auf, wenn es sich um sehr flache Gegenstände handelt, insbesondere aber
bei Dosen, die keine festsitzenden Dekkel aufweisen. Wenn die Deckel sehr lose auf
den Schalen aufliegen und besonders, wenn die Deckel leicht konische Ränder haben,
neigt das Gebinde dazu, auseinander zu fallen, solche Dosen stehen ohne seitlichen
Halt nicht von selbst hochkant. Dosen dieser Art werden z.B. als sogenannte Petrischalen
benutzt, die mit einem Nährboden für die Bakterien züchtung verwendet werden. Solche
mit einem Nährboden gefüllte Petrischalen lassen sich mit der bekannten Verpackungsmaschine
nicht zu einem geschlossenen Gebinde von 5 oder 10 Schalen verpacken.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannte Maschine dahingehend
auszubilden, daß sie ein Gebinde aus einer Anzahl Dosen mit lockeren Deckeln straff
mit einer Folie umhüllen kann, und zwar so, daß das fertige Gebinde eng zusammengehalten
wird, sodaß die Deckel dicht an den Schalen anliegen.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein solches Gebinde aus einer
Anzahl Petrischalen oder ähnlichen Dosen mit lockeren Deckeln zu schaffen, das ja
ein relatives Verschieben der Dosen zueinander bzw. der Decks
Zu
den Schalen verhindert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ubergabevorrichtung
eine aus zwei beweglich gelagerten und mit einer Antriebseinrichtung verbundenen
Klemmarmen bestchende vorzugsweise gefederte Kleinmarinanordnung aufweist, deren
lichter Kleinmarmabstand in der Klemmstellung gleich der Axiallänge des Gebindes
ist, daß die Klemmarmanordnung eine Aufnahmestellung aufweist, in welcher das Gebinde
in einer Stellung zwischen den Klemmarmen exI 3 wird, in der die durch den Klemmspalt
der Klemmschjenen der Banderoliervorrichtung gehende Ebene das Gebinde bodenseitig
tangiert, daß die Klemmarmanordnung eine Banderolierstellung aufweist, in welcher
das GebInd(' soweit abgesenkt ist, daß die genannte Klemmspaltebene das Gebinde
mindestens angenähert mittig durchsetzt, und daß die Klemmarmanordnunq eine Schrumpfstellung
aufweist, in welcher das Gebinde stirnseitig fesLe7ehalten wird, bis die Folienränder
an das Gebinde stirnseitig angelegt sind.
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Das erfindungsgemäße Dosengebinde, das insbesondere mit der Verpackungsmaschine
gemäß vorgenannte Kennzeichnung hergestellt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anzahl im Querschnitt kreisförmiger Dosen koaxial
ausgerichtet
aneinander liegt, von denen der sich leicht konisch erweiternde Rand des Dosenbodens
einen maßgeblich kleineren Durchmesser hat, als der diesen Bodenrand mit Radialspiel
außen umgreifende, ebenfalls sich leicht konisch erweiternde Rand des Dosendeckels,
daß der Bodenrand höher als der Deckelrand ist, daß der Umfang des Dosengebindes
von einer Folienhülle umgeben ist, die straff am Gebindeumfang derart anliegt, daß
die Folienhülle im Axialschnitt gesehen derart wellenförmig geformt ist, daß zwischen
den Rändern der Deckel von zwei benachbarten Dosen ein Wellental gebildet wird,
derart, daß die Folie an der Außenfläche des Deckelrandes eng anliegt und vom anschließenden
Bodenrand im Abstand liegt, und daß die Folienhülle an ihren stirnseitigen Enden
etwa rechtwinklig nach innen derart abgebogen ist, daß zwei Folienringe entstehen,
die eng an den Stirn£lchen des Gebindes anliegen.
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Weitere Merkmale der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die
Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: cin 1 e:Lne Draufsicht auf die neue Verpackungsmaschine,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Verpackungsmaschine gemäß Fig. 1 , Fig. 3 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht eines Teils der Banderoliervorrichtung in größerem Maßstab,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schrumpfvorrichtung in größerem Maßstab und Fig.
5 eine Schnittansicht durch den rechten Teil eines Dosengebindes.
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Die Draufsicht gemäß Fig. 1 zeigt eine Aufrichtvorrichtung 10, in
welcher die auf einem Förderband ankommenden Dosen hochkantgestellt werden, eine
Querschubvorrichtung 12, die jeweils die vorderste Dose taktweise querverschiebt,
wobei ein Gegenhalter 14 jeweils um die Dosenbreite zurückweicht, eine Banderoliervorrichtung
16, von der in Fig. 1 nur der Rahmen zu sehen ist, eine Ubergabevorrichtung 18,
die einen Schwenkrahmen 20 umfaßt, der um eine Querachse 22 drehbar oder schwenkbar
gelagert ist und die eine vordere Klemmarmanordnung 24 und eine bezüglich der Achse
22 diametral gegenüberliegende Klemmarmanordnung 26 aufweist, sowie eine Schrumpfvorrichtung
28.
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Ein auf- und abgehender Rückhalter 30 sorgt dafür, daß die auf dem
Einlaufband ankommenden Dosen sich nicht ineinander verkeilen. Eine ebenfalls taktweise
betätigte Rückhaltegabel 32 hält die jeweils letzte Dcse in Anlage an den vorher
eingeschobenen Dosen, wenn der Querschieber 12 zurückweicht. Sobald das Gebinde
34 fertiggestellt ist, wird es von einem schaufelart gen Hauptschieber 36 auf dem
Tisch 38 in die strichpunktiert dargestellte Stellung 34' vorgeschoben und zwar
gegen einen Folienvorhang 40 (Fig. 3) der Bandcroliervorrichtung 16. Die Folienbahnen
des Folienvorhangs sind gebremst, sodaß das Gebinde während des Verschiebens zusammengehalten
wird.
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Die Banderoliervorrichtung 16 hat eine obere vertik.1lbewegliche Klemmschiene
42 und ein unteres Klemnsc1i inenpaar 44, 46 und einen Schweißspiegel 48, der zwischen
den beiden unteren Klemmschienen 44, 46 bewegbar ist.
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In Fig. 3 liegt der zwischen der Klemmschi.ene 42 ul).d dem unteren
Klemmschienenpaar 44, 46 befindliche so Klemmspalt in einer Ebene 50, die mit der
Tischoberfläche zusammenfällt. Das Gebinde wird mittels des Schiebers 36 soweit
nach oben geschoben, daß das Gebinde gerade unmittelbar vor den Klemmschienen 42,
46 zu liegen kommt. Diese Schiebebewegung findet linear statt, so, daß die Bodenkontur
des Gebindes 34 die Klemmspaltebene
50 tangiert. Bevor der Schieber
36 zurückfährt, tritt nun die Ubergabevorrichtung 18 in Funktion.
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Die Ubergabevorrichtung 18 hat einen um die Achse 22 verschwenkbaren
Schwenkrahmen 20, an dem einander bezüglich der Achse 22 diametral gegenüber liegend
und in gleichem Abstand die beiden Klemmarmanordnungen 24, 26 vorgesehen sind. Die
Übergabevorrichtung 18 hat drei Arbeitsstellungen, von denen in Fig. 2 die mittlere
Banderolierstellung gezeigt ist. Die erste, nicht dargestellt Stellung ist diejenige,
bei der der Schwenkrahmen 20 um einen kleinen Winkel im Uhrzeigersinn verschwenkt
ist, derart, daß die mittlere Greif zone der Klemmarmanordnung um genau den halben
Dosendurchmesser höher liegt. In dieser Aufnahmestellung des Schwenkrahmens 20 werden
die beiden Klemmarme 52, 54 der Klemmarmanordnung 24 aus der in Fig. 1 gezeigten
ausgeschwenkten Stellung in eine Parallelstellung nach innen geschwenkt, wobei die
beiden Klemmzapfen 56, 58 an den beiden Klemmarmen in eine koaxiale Ausrichtung
zueinander und auch zur Längsmittelachse 60 des Gebindes 34' gelangen. Die beiden
Schwenkarme 52, 54 werden mittels Pneumatikzylindern 62 verschwenkt.
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Wichtig ist, daß der Folienvorhang beidseitig über das Gebinde 34
übersteht. Die Klemmzapfen 56, 58 behindern
den Folienverlauf nicht.
Mittels eines Hubzylinders entsprechend dem Zylinder 64 wird nun der Schwenkrahmen
20 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung geschwenkt, in welcher das Gebinde 34
aus der Stellung 34' in die Stellung 34" abgesenkt wird, und zwar genau soweit,
daß die Klemmspaltebene 50 die Längsmittellinie des Gebindes durchsetzt. Die Hinterkante
des Gebindes liegt damit unmittelbar hinter dem Klemmspalt (Fig. 3). Nunmehr fährt
die obere Klemmschiene 42 nach unten und in seitlicher überlappung mit dieser Bewegung
findet eine Drehung einer Straffziehwalze 66 im Uhrzeiger-Gegendrehsinn statt.
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Diese Straffziehwalze hat einen Schlitz, der von der unteren Folienbahn
durchsetzt wird. Durch diese Bewegung.der Straffziehwalze wird die Folienschlinge
gestrafft und eine das Gebinde 34 eng umgebende Folienhülle 68 erzeugt. Der Schweißspiegel
48 fährt dann nach oben und trennt die Folienhülle 68 vom Folienrest ab.
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Nunmehr tritt ein Drehantriebzylinder 70 in Funktion, der den Schwenkrahmen
20 im Uhrzeigersinn um etwas mehr als 1800 verschwenkt, und zwar in eine Stellung,
daß die andere Klemmarmanordnung 26 in die Aufnahmestellung gelangt, in welcher
das nächste Gebinde koaxial erfaßt wird. Die Klemmarmanordnung 24 ist dabei etwas
weiter nach unten geschwenkt als es der Klemmarmanordnung 26 in Fig. 2 entspricht.
Ein auf der Achse 22 befestigter Auslegearm 72 liegt dann unterhalb des Antriebszylinders
64
und sobald die Klemmarme 52, 54 das Gebinde 34' erfaßt haben wird dieser Zylinder
64 - wie schon beschrieben - nach unten gefahren, wodurch der Klemmrahmen 18 die
in Fig. 2 dargestellte Stellung erhält, jedoch mit lagemäßig vertauschten Klemmarmanordnungen
24, 26.
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Das Gebinde befindet sich nach der Schwenkbewegung des Schwenkrahmens
20 in der Stellung 34"'. Dies ist die dritte Arbeitsstellung,- nämlich die Schrumpfstellung.
Ein U-förmig ausgebildeter hohler Rahmen 74 hat einen mittleren geradlinigen Rahmenteil
76, an den sich zwei Rahmenschenkel 78, 80 rechtwinklig anschliessen. Der lichte
Abstand der Schenkel 78, 80 ist etwas größer als die axiale Länge des Gebindes 34'''.
Sowohl über die ganze Länge des Mittelrahmens 76, als auch an den einander zugewandten
Flächen der Rahmenschenkel 78, 80 sind Auslaßdüsen 82 verteilt, die also dem Gebinde
34''' längs einer Mantellinie und den beiden Stirnflächen des Gebindes zugewandt
sind. Mittels eines Heißluftgebläses wird heiße Luft gegen die Folienhülle 68 geblasen.
Das ganze Gebinde 34"' wird während des Schrumpvorganges um seine Mittenachse 60
gedreht.
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Dazu sind die beiden Klemmzapfen 56, 58 an den Klemmarmen 52, 54 drehbar
gelagert und der Klemmarm 52 hat einen stufenlosen regelbaren Antricbsmotor 85,der
über ein Getriebe die Drehung
des Gebindes gesorgt. Die Folienhülle
68 wird somit ringherum von den Heißluftstrahlen beaufschlagt und schrumpft dabei
derart, daß die seitlich überstehenden Folienränder nach innen umgelegt werden und
einen umlaufenden stirnseitigen Ring 84 bilden. Der Schrumpfvorgang am Hüllenumfang
bewirkt, daß das Gebinde 34 auch in axialer Richtung eng zusammengezogen wird.
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Eine ausfahrbare Rutsche 86 nimmt das fertige Gebinde 34 auf, wenn
die Klemmarmanordnung geöffnet hat. Die Schrumpfvorrichtung 28 kann mittels eines
Zylinders 88 weggeschwenkt werden, um ein unnötiges Aufheizen der Vorrichtungsteile
zu vermeiden.
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Fig. 5 veranschaulicht in vergrößertem Maßstab das fertige Gebinde.
Jede Dose besteht aus einer Schale 90 mit sich leicht konisch erweiterndem Rand
92, sowie einem Deckel 94, der ebenfalls einen sich leicht konisch crweiternden
Rand 96 aufweist und den Schalenrand 92 mit Radialspiel umgibt. Der Schalenrand
92 ist etwa doppell so hoch wie der Deckelrand 96. Durch den Schrumpfvorgang der
Folienhülle 68 ergibt sich - im Längsschnitt gesehen - eine Wellenform bzw. ein
girlandenartiger Verlauf. Die ringförmige freie Kante 98 des Deckelrande 96 definiert
den Wellenberg und die Folie ist zwis,cìx
je zwei Wellenbergen
straff gespannt, wobei sie an den konischen Außenflächen der Deckelränder 96 eng
anliegt und von da aus leicht konkav gewölbt zum nächsten Wellenberg verläuft. Die
konkave Wölbung der Folie geht auf die Radialschrumpfung der Folienhülle zurück.
Im konkaven Wölbungsbereich hat die Folie rings herum einen Radialabstand vom Schalenrand
92.
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Durch den Schrumpfvorgang der Folienhülle werden die Deckel 94 an
den Rand 92 der Schale 90 eng herangezogen, wobei die stirnseitigen Abschlußfolienringe
84 die Abstützung bewirken.
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Der Schwenkrahmen 20 besteht aus zwei auf der Achse 22 befestigten
Platten. Diese beiden Platten sind in Achsrichtung verschiebbar und feststellbar.
Entsprechend können die Aufhängungen für die Pneumatikzylinder 62 an den Klemmarmen
54, 54 verstellt werden, um die übergabevorrichtung 18 an andere Gebindedimensionen
anzupassen.
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Wichtig ist noch, daß die Klemmzapfen 56,58 gefedert sind, nämlich
axial gegen Federkraft verschiebbar gelagert sind, um etwaigen Dimensionsabweichungen
des Dosengebindes Rechnung zu tragen.