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Verfahren und Einrichtung zum Beilegen von Münzen zu Packungen Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beilegen von Münzen
oder dergleichen zu Packungen, insbesondere quaderförmigen Cigarettenpackungens
gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
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Der Verkauf von Cigare'ttenpackungen mittels Automaten und zu Preisen,
die von runden Beträgen abweichen, macht es erforderlich, einzelnen Packungen Münzen
zum Ausgleich von Restbeträgen beizufügen. Da die Herstellung und Verpackung von
Cigaretten schon seit langem weitestgehend automatisiert ist, umfaßt der einschlägige
Stand der Technik bereits viele verschiedene Konstruktionen für Vorrichtungen, mit
denen
Münzen Packungen, insbesondere Oigarettenpackungen, beigegeben
werden können.
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So ist aus der US-PS 2 487 303 eine. Maschine bekannt, mit der Münzen
fertigen Packungen beigegeben werden können, die bereits eine Folien-Umhüllung aufweisen.
Hierzu werden die Umhüllung aufgeschnitten und die Münzen mit einem Schieber in
den durch ein flaches Messer aufgehaltenen Schlitz eingeschoben, wobei im Fall der
Beigabe von mehreren Münzen diese Münzen hintereinander auf ihrer Spiegelfläche
liegend durch einen Schieber eingeschoben werden. Mit der Zahl der Münzen nimmt
bei dieser Vorrichtung auch die Dauer des Beigabevorganges zu.
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Ähnliches gilt für die Vorrichtung gem. US-PS 2 802 323, in der mehrere
Münzstapel turmartig nebeneinander in Röhren angeordnet sind und ein Schieber jeweils
die untersten Münzen der Türme herausbewegt und in eine fertige Packung einschiebt,
in deren Umhüllung vorher ein Einschnitt gemacht worden ist, der an der Einschubstelle
durch ein Messerelement für das Einschieben der Münzen aufgehalten wird.
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In der DE-AS 1 099 439 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben,
mit der eine einzelne Münze in eine Packung eingeschoben wird, die schon mit der
äußeren Umhüllung versehen, die Umhüllung aber noch nicht verschlossen ist. Die
Vorrichtung arbeitet ebenfalls mit einem im wesentlichen linear beweglichen Schieber,
der quer zur örderrichtung der Cigarettenpackung-en und im Takt zu deren Bewegung
jeweils eine Münze pro Packung einschiebt.
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Die DE-PS 2 744 760 zeigt eine Vorrichtung, in der die Münzen auf
ihrer Kante unter Schwerkrafteinwirkung in eine ubergabevorrichtung laufen, die
die Münzen mit linear beweglichen Schiebern parallel zur Spieg'elfläche der Münzen
nach
oben auf die Schmalseite einer Gigarettenpackung schieben.
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Dabei können mehrere und auch verschieden große Münzen gleichzeitig
bewegt werden, aber auch hier hängt die Dauer des Vorganges von der Zahl der Münzen
und zusätzlich von der Schwerkraftbewegung ab. Die Stößel oder Schieber müssen gleichzeitig
arbeiten, so daß ein Takt mit mehreren Münzen die Bewegung der Münzen unter Schwerkrafteinfluß
über die Länge der Anordnungsfläche erfordert.
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Gemäß der DE-PS 1 191 737 werden Münzen unter Schwerkraftwirkung an
das Aus.strittsende eines Vorrats und von dort mit einem Schieber nach unten vor
einen Stempel befördert, der jeweils eine Münze gegen ein mit einer Haftschicht
tersehenes Folienband drückt und darauf festklebt; bei mehreren Münzen sind nebeneinander
liegende Zuführungen und ein entsprechend breiter Stempel vorgesehen. Der die Münzen
tragede Bandabschnitt wird danach zusammen mit der umhüllenden Folie weiterbefördert.
Dies erfordert eine intermittierende Bewegung des die Umhüllung bildenden Folienbandes,
wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich eingeschränkt wird.
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Ein älterer Vorschlag der Anmelderin (P 3206077.7-27) betrifft die
Beigabe von Münzen zu sogenannten Hinge-Lid-Packungen unter Verwendung eines Armes,
der eine als Einschub ausgebildete Halterung aufweist und der die Münzen von der
Abgabestelle eines Vorrates auf die Oberseite einer Packung schwenkt, worauf sie
durch ein weiteres, schwenkfähig angeordnetes Element aus der Halterung heraus -
und in eine Öffnung der Packung hineingeschoben werden. Diese sehr vorteilhafte,
für Hinge-Lid-Packungen entwickelte Vorrichtung ist aber nicht oder nur mit erheblichen
Abwandlungen für übliche Cigarettenpackungen verwendbar, deren Verpackung nur aus
Folien und Papier besteht.
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In einer Einrrichtung gem. DE-PS 2 741 658 werden die Münzen, auf
ihrer Kante laufend, durch Schwerkraft aus dem Vorrat nach einer Stelle bewegt,
von der aus ein mit Haltemitteln
versehener Schieber die Münzen
in einer Zwangsbewegung einzeln quer zu ihrer Ankunftsrichtung und parallel zu ihrer
Spiegelfläche auf die Schmalseite der Packungen aufschiebt. Die Haltemittel sind
in diesem Fall ein Permanent-Magnet oder in der Schieberfläche angeordnete Saugluftöffnungen.
Mit dem Schieber ist ein Gegenhalter bewegbar, der in räumlicher Folge die Umhüllungsfolie
und die Münze gegen die Schmalseite der Packung hält, die dann mit der Folie und
der Münze voraus in einen Faltrevolver hineinbefördert wird. Auch hier ist die Arbeitsgeschwindigkei't
von der Schwerkraftbewegung der Münzen abhängig. Mehrere Münzen erfordern zusätzliche
Zeit, da die Münzen vor dem Hochschieben über die Anordnungsbreite vorlaufen müssen.
In Verbindung damit ist auch bei Beigabe einzelner Münzen ein intermittierender
Betrieb vorgesehen, wodurch die Geschwindigkeit weiter eingeschränkt wird.
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Gegenüber diesem Stand der Technik bezweckt die Erfindung, ein Verfahren
und eine Einrichtung zu schaffen, die gestatten, mindestens 250 Backungen/Minute
während der Umhüllung mit einer Zellulose- oder einer ähnlichen Folie mit Münzen
zu versehen ! ; sollen insbesondere Verfahren und Einrichtung mit ueblichen Packmaschinen
verträglich sein; der dafür benötigte Raum und die erforderlichen Arbeitsmittel
sollen den Betrieb der bekannten Maschinen nicht stören.
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Zur erreichung dieses Zieles wird nach der Erfindung ein Verfahren
geschaffen, bei dem die Münze der Packung im wesentlichen allein mit Zwangsbewegung
zugeführt wird, d.
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h. im Gegensatz zum Stand der Technik, ohne daß eine Fallbewegung
oder eine Rollbewegung auf einer schiefen Ebene einen wesentlichen Teil der Zeit
für die Münzzuführung beansprucht. Auf diese Weise können Münzen erheblich schneller
zugeführt werden, auch dort, wo der ZuSührungsweg eine mehreren Münzdurchmessern
entsprechende Länge hat.,
Vorzugsweise besteht die Zwangsbewegung
im wesentlichen aus einer Schwenkbewegung, mit der eine an der Abgabestelle eines
Münzvorrats waagerecht auf ihrer Spiegelfläche liegende Münze über einen Viertelkreis
in die der Packungsfläche parallele, senkrechte Stellung befördert wird. In weiterer
Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der schwenkenden Bewegung eine mit Bezug auf den
Schwenkbogen radial nach außen gerichtete Verschiebung der Münze überlagert wird
und diese Verschiebungsbewegung mit der Schwenkbewegung endet. Diese Ausgestaltung
des Verfahrens steht im Gegensatz zu dem bisher bekannten Stand .der Technik, bei
dem einzelne Bewegungen und ggf. auch Zwangabewegungen nacheinander ausgeführt,
aber nicht einander überlagert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
die Beigabe von Münzen auch b ei bei Verpackungsmaschinen möglich, bei denen verhältnismäßig
wenig Platz für den Anbau zusätzlicher Aggregate zur Verfügung steht.
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Besonders vorteilhaft ist das Verfahren für Verpackungsmaschinen,
in denen die Packungen kontinuierlich auch durch die Station durchlaufen, in der
die äußere Zellulose-Folie zugeführt wird. Bei Ausführung des Verfahrens an solchen
Maschinen ist vorgesehen, daß die Schwenkbewegung mit einer-Bahngeschwindigkeit
ausgeführt wird, die geringer als die Durchlaufgeschwindigkeit der Packungen ist
und zum Endpunkt der Schwenkbewegung bis auf Null abnimmt.
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Eine Einrichtung zum Beilegen von Münzen oder dergleichen zu Packungen,
insbesondere quaderförinigen Gigarettenpackungen, vor Umhüllung der Packungen mit
einer vorzugsweise durchsichtigen Folie, wird .nach der Erfindung mit den Merkmalen
des Anspruches 6 ausgebildet. Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Zeit wesentlich verkürzt,
die für die Überführung einer Münze von der
Abgabestelle eines
Münzvorrates in eine Übergabestation zur Beilage auf eine ankommende Cigarettenpackung
erforderlich ist. Die bisher an sogenannten Bahn-Cellophaniermaschinen eingesetzten
Hlünzbeigabe-Vorrichtungen, mit denen Münzen auf Gigarettenpackungen vor deren Umhüllung
mit.Zellulose-Folien aufgelegt werden, gestat,ten nur einen Durchsatz von etwa 150
Packungen/Minute. Übliche Umhüllungamaschinen arbeiten aber im allgemeinen mit wesentlich
hoherer Geschwindigkeit, so daß während der Münzbeigabe die Arbeitsgeschwindigkeit
der Umhüllungsmaschine wesentlich verringert werden muß. Dagegen gestattet eine
erfindungsgemäße Einrichtung ohne weiteres eine Mindesgeschwindigkeit von 250 Packungen/Minute;
mit einem Prototyp sind bereits Durchsatzgeschwindigkeiten von 300 Packungen/Minute
erreicht worden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt darin,
daß die Geschwindigkeit sich nicht verringert, wenn den Packungen jeweils mehrere
Münzen beigelegt werden müssen.
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Das Beilegen von z. B. 3 Münzen dauert mit einer entsprechend ausgestalteten
Einrichtung nicht ,länger als das Beilegen von nur einer Münze pro Packung.
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Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung
beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1, 2 und 3 die wesentlichen
Teile einer Einrichtung zum Beilegen von Münzen in Verbindung mit einer Einrichtung
zum Umhüllen einer Packung mit einer Zellulose-Folie, in drei verschiedenen Zeitpunkten
des Münzbeilagevorganges, Fig. 4 eine Ansicht der in der Einrichtung nach Fig. 1
bis 3 verwendeten dbergabevorrichtung, gesehen in Richtung A der Fig. 1,
Fig.
5 eine vereinfachte Darstellung des Antriebes der Übergabevorrichtung, und Fig.
6 eine vereinfacht dargestellte Draufsicht, bei der einzelne Teile weggebrochen
sind, von einer zum gleichzeitigen Beilegen mehrerer Münzen ausgestalteten Sinrichtung.
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Eine Einrichtung zum Beilegen von Münzen weist einen Münzspeicher
10 in Form eines zylindrischen Rohres auf, in dem die Münzen M in einem zylindrischen
Stapel liegen. Das Rohr 10 steht auf einem. Tisch 12 über einer in den Tisch 12
eingeschnittenen Bahn 14, in der ein Schieber 20 in Richtung auf die Üb ergab evorrichtung
30 vorgeschoben und' wieder zurückgezogen werden kann. Das Speicherrohr 10 weist
über der Bahn 14 auf beiden Enden eine Öffnung 16 zum Durchtrit,t des Schiebers
20 bzw. der untersten, durch den Schieber ausgeschobenen Müeze M auf. Der Schieber
20 ist an einen Bührungsblock 22 befestigt, der durch eine Stange 23 mit einem Kolben
24 verbunden ist, an dem in Vorschubrichtung, d. h. in Richtung auf die Obergabevorrichtung
30, eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung in der erforderlichen Taktzahl
angreift, wobei der Kolben 24 in den Swischentakten durch die Feder 26 aus der Vorschubstellung
zurückbewegt und damit der Schieber20 zurückgezogen wird in die Stellung der Fig.
3. Die Betätigungsvorrichtung für den Kolben 24 kann eine taktmäßig geste,uerte
Druckluft zuführung oder ein an einen Druckantrieb angeschlossener Nocken sein.
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Durch die Vorschubbewegung des Schiebers 20 wird die unterste Münze
des Stapels im Speicher 10 vorbewegt und bewegt dadurch eine bereits beim letzten
Takt aus dem Stapel herausgestoßene Münze so weit vor, daß sie in die Ubergabevorrichtung
30 eintreten kann. Dabei wird die Münze in der Bahn 14 am Ende'über einen Ausschnitt
28 bewegt, der derart geformt' ist, daß die Münze über eine Lücke, die kleiner als
ihr Durchmesser ist, in die bergabevorrichtung 30 geschoben
wird
und bei vollständiger Aufnahme durch die.Ubergabevorrichtung 30 mit ihrer in Vorschubrichtung
hinteren Kante nur noch die vordere Kante der nachfolgenden Münze berührt, aber
im übrigen in diesem Bereich freiliegt, siehe Fig. 1'.
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Die Ubergabevorrichtung 30 ist im wesentlichen eine Greifvorrichtung
mit einem Block 32 und einer an der Unterseite des Blocks 32 angeordneten Klemmplatte
34. Die Klemmplatte 34 erstreckt sich parallel zur Unterseite des Blockes 32 und
ist an zwei parallelen Bolzen 40 befestigt und gegenüber dem Block 32 dadurch beweglich,
daß, siehe die Schnittdarstellung der Fig. 1, jeder Bolzen 40 in einer senkrecht
durch den Block 32 hindurchgehenden Bohrung 36 verschieblich angeordnet ist. Die
Bohrung 36 ist im Bereich ihres oberer Abschnittes' mit einer von der Oberseite
des Blockes 32 ausgehenden Gegenbohrung 38 versehen, deren Querschnitt etwas größer
als ein am oberen Ende des Bolzens 40 befestigter Kopf 42 ist, zwischen dessen Unterseite
und der von der Gegenbohrung 38 gebildeten Schulter eine Feder 44 eingespannt ist.
Die Greifvorrichtung 3Q ist an einem Arm 48 befestigt, der mit einer helle 50 schwenkbar
ist, die am nicht dargestellten Maschinenrahmen gelagert ist. Dabei ist der Block
32 derart angeordnet, daß der Bolzen 40 im wesentlichen rechtwinklig zum Arm 48
bzw. zum Schwenkradius der Vorrichtung 30 steht und die zwischen den Teilen 32 und
34 befindliche Greiföffnung im wesentlichen in radialer Richtung'bzw. parallel dazu
ausgerichtet ist.
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In der Stellung der Fig. 1 wird der Block 32 so weit mit dem Arm 48
nach oben geschwenkt, daß der Kopf 42 des Bolzens 40 von der Unterseite eines am
Maschinenrahmen festen Vorsprunges 46 beaufschlagt und der Bolzen dadurch entgegen
der Kraft der Beder 44 axial nach unten geschoben ist, so daß de Klemmplatte 34
um etwas mehr als Münzdicke von der Unterseite des Blockes 32 entfernt gehalten
wird. Sowie bei Beginn der Schwenkbewegung des Armes 48, Fig. 2, der Kopf 42 des
Bolzens 40 von der Unterseite des Vorsprunges 46 frei
kommt, drückt
die Feder 44 den Kopf 42 nach oben und damit die Klemmplatte 34 in Klemmstellung.
Die zwischen die Platte 34 und die Unterseite des Blockes 32 eingeschobene Münze
ist damit eingespannt. Die Elemente 42, 44'und 46 bilden demnach eine für die Öffnung
der Greifvorrichtung 30 zusammenwirkende Nockenvorrichtung, wobei die Feder 44 selbsttätig
die Schließstellung der Greifvorrichtung herstellt.
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Die Kraft der Feder 44.ist so bemessen, daß eine in der Greifvorrichtung
30 enthaltene Münze durch eine Kurvenscheibe 47 aus der Greifvorrichtung ohne Verschiebung
des Bolzens 40 wieder herausgedrückt .werden kann. Hierzu sind der Block 32 und
die Klemmplatte 34 mit einem Einschnitt 52 versehen, in den bei Abwärtsschwenkung
des Blockes 32 die Kurvenscheibe 47 eindringt, die eine am Vorsprung 46 befestigte,
ebene Platte ist. Die Kante 54 der Kurvenscheibe 47 und der Einschnitt 52 sind derart
geformt, daß in der unteren Endstellung, Fig. 3, die.Münze M vollständig aus der
Greifvorrichtung 30 herausgedrückt ist. Die Bewegung der Münze M in radialer Richtung
findet während der Schwenkbewegung statt, die mittels der Vorrichtung 30 ausgeführt
wird, und hängt in ihrem Ausmaß von der Form der Kante 54 ab, die als Nockenkante
den Verlauf der Radialbewegung der Münze M steuert.
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Durch den Einschnitt 52 wird die Klemmplatte 34 zweigeteilt; je ein
Teil ist an einem Bolzen 40 angeordnet, wobei die Kurvenscheibe 47 zwischen den
beiden Bolzen-in die Greifyorrichtung 30 eintritt. Um ein Durchrutschen der Münze
M beim einstoßen zu vermeiden, ist die Klemmplatte 34 am inneren Ende der Einschuböffnung
mit einem Anschlag 35 versehen.
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Zur Verschwenkung der Greifvorrichtung 30 ist auf der Welle 50 ein
Zahnsegment 80, Fig. 5, befestigt. Das Segment 80 kämmt mit einer Zahnstange 82,
die in einem Gleitlager 83 gelagert ist und durch eine Feder 84, die zwischen einem
Ansatz 86 der Zahnstange und einem am Maschinenrahmen festen Teil 88 gespannt ist,
gegen-eine Nockenscheibe 90 gezogen wird, derart, daß eine
an der
Zahnstange 82 gelagerte Nockenrolle 89 in ständiger Berührung mit dem Umfang der
Nockenscheibe 90 steht. Die Nockenscheibe 90 ist auf einer Welle 92 befestigt, die
an einen Drehantrieb angeschlossen ist. Der Rand der Nockenscheibe 90 sorgt dafür,
daß die Greifvorrichtung 30 ihre Schwenkbewegung zeitlich genau abgestimmt mit den
übrigen Vorgängen der Maschine ausführt. aufgrund der Form der Nockenscheibe 90
werden von der Zeit, die-für einen Bewegungszyklus der Greifvorrichtung 30 vorgesehen
ist, etwa ein Viertel für die Aufnahme der Münze und drei Viertel für die Schwenkbewegung
nach unten und zurück benutzt. Die Nockenscheibe 90 sorgt ferner dafar, daß die
Bewegung der Schwenkvorrichtung genau dann umgekehrt wird, wenn die Einschuböffnung
der Vorrichtung 30 senkrecht gerichtet ist.
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Die Münze M, die von der Greifvorrichtung 30 in die senkrechte Stellung
verschwenkt worden ist und in dieser Ausrichtung von der Greifvorrichtung frei kommt,
hat dann praktiscll keine Winkelgeschwindigkeit mehr.
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Auf einem Förderweg 64 der Einrichtung wird eine Packung P mit gleich.bleibender
Geschwindigkeit an die Ubergabestation herangeführt und durchläuft diese Station,
ohne daß die Geschwindigkeit der Packung P geändert wird. Diese Geschwindigkeit
ist größer als die Geschwindigkeit, mit der die Münze M von der Greifvorrichtung
30 über den Schwenkbogen geführt wird. Aufgrund dieser Abstimmung wird die Münze
M, die in der Darstellung der Fig. 3 unmittelbar aus der Greifvorrichtung 30 ausgetreten
ist, sofort von der in Vorwärtsrichtung gekehrten, längeren Schmalseite der Packung
P aufgenommen und erhält dadurch einen Impuls in Vorwärtsrichtung, die durch den
auf der Packung P eingezeichneten Pfeil gekennzeichnet ist.
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Die zeitliche Abstimmung des Vorganges betrifft auch die Zuführung
der Zellulosefolie C, die in üblicher Weise von einem nicht dargestellten Vorrat
abgezogen und in einen
Einschnitt 62 eingeführt worden ist, der
an. der Cbergabe-.station im Weg 64 ausgebildet ist. Nach dem jeweiligen Vorschub
eines Folienabschnittes in den Einschnitt 62 wird dieser durch eine bewegliche Platte,
die in Durchlaufrichtung vorausliegt und in der Fig. 3 nichtmit dargestellt ist,
teilweise verschlossen. Diese Maßnahme dient der weiteren Führung der Folie C. Im
vorliegenden Fall ist zusätzlich an der in Förderrichtung zurückliegenden Kante
des Einschnitts 62 eine Platte 60 vorgesehen, die in einem Ausschnitt 58 liegt und
eine zusätzliche, weitere Einengung der Öffnung des Einschnitts 62 ermöglicht. Die
Vorbewegung der Platte 60 ist auf die Freigabe der Münze M aus der Vorrichtung 30
und die Zuführung der Packung P abgestimmt und dient als Sicherung. Gleichzeitig
damit wird ein Gegenhalter 72, der an einem Block 70 angeordnet und durch eine leichte
Feder 74'auf die Stützstellung vorgespannt ist, in die Stützstellung hineingeschwenkt,
siehe den gebogenen Pfeil in Fig. 3. Folie C und Münze M werden damit gegen die
vorauslaufende Fläche der Packung P gehalten, bis diese Fläche über den' Einschnitt
62 hinwegbewegt worden ist. Danach wird die Folie C, die inzwischen in üblicher
Weise von dem Vorrat abgetrennt worden ist, um die Packung mit der Münze M durch
nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel herumgelegt und verschlossen.
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Fig. 6 zeigt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung so ausgespaltet
werden kann, daß mehrere Münzen, in diesem Fall drei, parallel und gleichzeitig
zugeführt, werden. Die 'lell'e 50' trägt in diesem Fall eine Greifvorrichtung 30',
die für drei Münzen vorgesehen ist, wobei die einzelnen Einschuböffnungen ebenso
wie in der Einzelausführung der Figuren 1 bis 4 ausgebildet sind, insbesondere auch
mit snschlägen 55' und Sinschnitten 52' versehen sind, in die Kurvenscheiben 47'
eindringen. Die Münzen werden aus nebeneinanderstehenden Zylindern 10' mittels einem
für drei Münzen ausgebildeten Schieber 20' in die Einschuböffnungen gestoßen.
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In ähnlicher Weise können auch Einrichtungen ausgebildet sein, mit
denen Münzen unterschiedlicher Größe zugeführt werden. In diesem Fall muß lediglich
der Münzspeicher für die kleinere Münze näher zur Schwenkvorrichtung liegen, der
Schieber muß ein entsprechend längeres Element aufweisen und die Kurvenscheibe muß
ebenfalls auf den kleineren Münzdurchmesser abgestimmt werden.
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Die Greifvorrichtung 30 könnte die Münze M in der gewünschten Weise
auch durch Saugluft halten. Die dargestellte mechanische Lösung ist aber vorzuzi,ehen,
da die'dünne Folie C im Bereich des Einschnitts 62 frei vorgeschoben wird.
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Dieser Vorgang könnte durch zusätzliche Luftströmungen gestört werden,.di.e
von Saugluftöffnungen verursacht werden könnten.
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