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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine zum Umhüllen
von Waren, an denen sich eine durch die Hülle hindurchzuführende Schlaufe befindet,
insbesondere auf eine Maschine zum Verpacken von Würsten mit einer Aufhängeschlaufe,
mit einem vorzugsweise als Kette ausgebildeten Transportband für die Waren,einer
Formschulter zum Bilden einer schlauchförmigen Hülle um die Ware aus einer Folienbahn,
einer Längsnaht-Siegelstation, in der die Ränder der Folienbahn durch eine Hüllen-Läslgsnaht
miteinander verbunden werden und eine Quernaht-Siegelstation zum Schließen der Enden
jeder Hülle.
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Würste werden aus hygienischen Gründen oft mit einer Schutzhülle umgeben,
die im allgemeinen aus einem glasklaren Material besteht, so daß eine verpackte
Wurst sichtbar bleibt.
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Die Festigkeit solcher Hüllen reicht nicht ohne weiteres aus, um die
Wurst an der Hülle aufhängen zu können. Bevor dies überhaupt möglich wäre, müßte
in einem besonderen Arbeitsgang eine Aufhängeeinrichtung, wie z.B. eine Öse, an
der Hülle angebracht werden. Man hängt deshalb so verpackte Würste an einer Schlaufe
auf, die mit einem Ende der Wurst verbunden ist. Hierbei besteht das Problem, die
Schlaufe durch die Verpackung nach außen zu führen. Zu diesem Zweck ist es bekannt,
die Schlaufe mit einer Hakennadel durch die Hülle hindurch nach außen zu ziehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verpackungsmaschine
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Schlaufe sicher in einer solchen
Lage gehalten wird, daß sie
nach dem Ierstellen der Hüllen-Längsnaht
diese durchgreift und nach außen ragt.
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Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Verpackungsmaschine ist
gekennzeichnet durch eine von den Schlaufen umfaßbare Führungsleiste, die einen
parallel zum Transportband verlaufenden Einlaufabschnitt und einen in Transportrichtung
daran anschließenden Umlenkungsabschnitt aufweist, der mit seinem Endbereich in
der Nähe, jedoch außerhalb des Bereiches liegt, in dem die Längsnaht der Hülle gebildet
wird, wobei der Führungsleiste mindestens zwei Haltezangen zugeordnet sind, mit
denen die Führungsleiste festklemmbar ist und Betätigungsvorrichtungen für die Halte
zangen eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die die Haltezangen in Bewegungsrichtung
der Schlaufen während des Passierens einer Schlaufe nacheinander öffnen läßt, jedoch
mindestens so viele Haltezangen geschlossen läßt, daß die Führungsleiste sicher
gehalten wird.
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In einer solchen Verpackungsmaschine wird die Schlaufe durch die Führungsleiste
sicher in einer Stellung gehalten, in der sie in die Hüllen-Längsnaht eingesiegelt
wird und teilweise außerhalb der Hülle liegt. Die Einrichtung zum Halten der Schlaufe
arbeitet absolut sicher, da die Schlaufe machanisch gehalten wird und es deshalb
nicht vorkommen kann, daß die Schlaufe in eine unerwünschte Lage kommt. Die erfindungsgemäße
Halterung der Führungsleiste mittels sequentiell betätigter Halte zangen gestattet
das Passieren der Schlaufen über eine stabil gehalten Führungsleiste.
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Vorzugsweise ist die Verpackungsmaschine ein Horizontalmaschine (Anspruch
2). Das Erfindungsprinzip ist jedoch nicht auf Horizontalmaschinen beschränkt.
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Die Unterteilung der Führungsleiste in einen geraden Einlaufabschnitt
und einen gekrümmten Umlenkungsabschnitt ge-
mäß Anspruch 3 hat
den Vorteil, daß die Anordnung der Haltezangen baulich einfach ausgeführt werden
kann, insbesondere dann, wenn gemäß Anspruch 7 die Führungsleiste nur am Einlaufabschnitt
gehalten ist. Der gerade Einlaufabschnitt ist (Anspruch 4) vorzugsweise ein flaches
Profil, das gemäß Anspruch 5 eine Abrundung aufweisen kann. Die Abrundung gestattet
ein leichtes Entlanggleiten der Schlaufe; auch wird die Schlaufe geschont. Der Umlenkungsabschnitt
hat gemäß Anspruch 6 vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt.
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Ein solcher Querschnitt eignet sich gut für die gekrümmte Form des
Umlenkungsabschnittes.
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Ein formschlüssiges Eingreifen der Haltezangen in die Führungsleisten
gemäß Anspruch 8 bringt den Vorteil, daß die Führungsleiste auch in Längsrichtung
sicher gehalten ist, also ihre Lage nicht etwa im Laufe der Zeit ändern kann. Mindestens
zwei Zangen sind nötig. Wenn die Zangen punktförmig angreifen, sind mindestens drei
Zangen zum sicheren Halten der Führungsleiste nötig. Besonders vorteilhaft sind
insgesamt vier Zangen gemäß Anspruch 9, die vorteilhafterweise gemäß Anspruch 10
paarweise angeordnet werden. Die Zangen werden vorzugsweise mit Pneumatikzylindern
betätigt (Anspruch 11). Dies ermöglicht die Ausübung großer Haltekräfte mit Hilfe
kleiner Zylinder. Im Prinzip ist jedoch auch ein Festhalten mittels magnetbetätigter
Zangen möglich.
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Die Steuerung der Zangenbetätigung kann verschieden bewirkt werden.
So könnte die Betätigung vom Maschinenantrieb abgeleitet werden, z.B. mit Hilfe
eines Nockenschaltwerkes. Vorzuziehen ist jedoch eine Abtastung eines mit Anschlägen
versehenen Transportbandes gemäß Anspruch 12.
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Die Abtasteinrichtungen können verschieden beschaffen sein. Zum Beispiel
kann eine mechanische Abtastung vorgesehen sein oder eine berührungslose Abtastung
(Anspruch 14).
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Eine berührungslose Abtastung kann mittels Fotozellen oder
auch
mittels induktiver Näherungsschalter erfolgen. Ein Transportband mit Anschlägen
ermöglicht die Anordnung der Abtasteinrichtungen im Bereich vor der Führungsleiste
(Anspruch 13). Diese Anordnung ist aus Platzgründen vorteilhaft.
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Die Verpackungsmaschine ist vorzugsweise eine kontinuierlich arbeitende
Maschine mit einem Preßrollenpaar zur Erzeugung der Hüllenlängsnaht (Anspruch 15).
Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, die Längsnaht schrittweise herzustellen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von
Würsten, Fig. 2 die in Fig. 1 mit II bezeichnete Baugruppe mit Haltezangen für eine
Führungsleiste, Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 vergrößerten Schnitt nach Linie III-III
in Fig. 2, wobei der Schnitt gegenüber der klapprichtigen Lage um 90e im Uhrzeigersinn
verdreht ist, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung de Bereiches der Maschine,
der in Fig. 1 mit einem strichpunktierten Rahmen IV umgeben ist und Fig. 5 ein Blockschaltbild,
in dem die Steuerung der Haltezangen dargestellt ist.
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Die Verpackungsmaschine hat ein Transportband 1 in Form einer Kette
zum Zuführen zu verpackender Würste,ein Transportband 2
zum Abtransport
verpackter Würste und eine insgesamt mit 3 bezeichnete Verpackungsstation. Die Verpackungsstation
hat eine Folienabzugsvorrichtung 4, eine Formschulter 5, eine Längsnaht-Siegelstation
6 und eine Quernaht-Siegelstation 7. Zu der Verpackungsstation gehört auch eine
insgesamt mit 8 bezeichnete Führungsvorrichtung für Schlaufen von Würsten. Diese
Führungsvorrichtung 8 ist im spezielleren Sinne der Erfindungsgegenstand und soll
nachfolgend genauer betrachtet werden.
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Zur Führungsvorrichtung 8 gehört die in Fig. 2 dargestellte Baugruppe,
eine insgesamt mit 9 bezeichnete Abtasteinrichtung und Schaltelemente gemäß Fig.
5.
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Wesentlicher Bestandteil der Führungsvorrichtung 8 ist eine Führungsleiste
10, die einen Einlaufabschnitt 10a und einen Umlenkungsabschnitt 1Ob aufweist. Der
Einlaufabschnitt 10a ist ein gerades Profil, dessen Querschnitt aus Fig. 3 ersichtlich
ist. Es handelt sich um ein Flachprofil, das mit seinen Breitseiten horizontal liegt
und an einer Schmalseite eine Abrundung 11 aufweist. An das, in Transportrichtung
gesehen, vordere Ende des Einlaufabschnittes schließt der Umlenkungsabschnitt 1Ob
an, der aus einem kräftigen Draht mit kreisrundem Querschnitt besteht.
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Der Umlenkungsabschnitt ist an dem Rand des Einlaufabschnittes lOa
angeschlossen, an dem sich die Abrundung 11 befindet Der Radius der Abrundung 11
und der Radius des Querschnittes des Umlenkungsabschnittes 10b sind gleich.
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Der Umlenkungsabschnitt 10b hat einen geraden Anfangsteil 12, einen
etwa wendelförmig gekrümmten Mittelteil 13 und einen horizontalen Auslaufteil 14.
Der Auslaufteil 14 liegt tiefer als der Einlaufteil 15 und ist gegenüber diesem
auch seitlich versetzt. Der Auslaufteil befindet sich unterhalb eines Siegelrollenpaares
aus Siegelrollen 15 und 16. Damit liegt der Auslaufteil 14 unterhalb einer Längs-
naht
17 einer Hülle 18, die mit Hilfe der Siegelrollen 15, 16 und weiterer Siegelrollen
19 bis 22 (siehe Fig.1) geschlossen wird.
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Die Führungsleiste 10 wird von insgesamt vier Haltezangen 23 bis 26
gehalten. Alle Zangen sind gleich ausgebildet.
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und sollen am Beispiel der Zange 23 anhand der Fig. 3 betrachtet werden.
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Jede Zange hat zwei Zangenschenkel 27 und 28. Die Zangenschenkel 27
und 28 sind auf einer Achse 29 schwenkbar gelagert. Die Verschwenkung der Zangenschenkel
erfolgt mittels eines Schiebestückes 30, das Einschnitte 31, 32 auf weist. In den
Einschnitt 31 greift ein Zapfen 33 ein, der fest mit dem Zangenschenkel 27 verbunden
ist. In den Einschnitt 32 greift ein Zapfen 34 ein, der fest mit dem Zangenschenkel
28 verbunden ist. Das Schiebestück 30 hat ein Langloch 35, mit dem es die Achse
29 umgreift. Im Schiebestück befindet sich auch eine Anschlagschraube 36, die mittels
einer Kontermutter 37 in verschiedenen Einschraubtiefen fixiert werden kann. In
der Öffnungsstellung liegt die Stirnseite 36a der Anschlagschraube 36 an der Achse
29 an, wodurch die Öffnungsbewegung der Zangenschenkel begrenzt wird.
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Am Schiebestück 30 greift die Kolbenstange 38 eines Pneumatikzylinders
39 an. Der Pneumatikzylinder 39 ist doppeltwirkend. Er wird über symbolisch angedeutete
Druckluftleitungen 40 und 41 mit Druckluft versorgt. Die Druckluftzufuhr wird von
einem Magnetventil 42 gesteuert.
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Der Pneumatik zylinder 39 und das Magnetventil 42 sind an einer vertikalen
Platte 44 befestigt, die sich von einer Grundplatte 45 erhebt. Die Achse 29 ist
an vertikalen Platten 46 gehalten, die sich ebenfalls von der Grundplatte 45 erheben.
Das Schiebestück 30 ist zwischen den Zangenschenkeln 27 und 28 geführt.
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An jedem Zangenschenkel befindet sich ein Zentrierkegel 48, der in
eine hohlkegelige Ansenkung 49 am Einlaufabschnitt 10a der Führungsleiste eingreifen
kann.
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Die geöffnete Stellung der Zange ist in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien
dargestellt und die Schließstellung mit strichpunktierten Linien.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Zangen paarweise angeordnet sind,
wobei die Zangen 23, 24 und 25, 26 jeweils ein Paar bilden. Der Abstand a zwischen
den Zangen eines Paares ist kleiner als der Abstand b zwischen den Zangen benachbarter
Paare. Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, hat der Einlaufabschnitt 10a an
seinem Anfang eine Abschrägung 50, die in einer Abrundung 51 endet.
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Das Transportband 1 hat zwei seitliche Führungswände 52, 53, die sich
von einer Tischfläche 54 erheben. Zwischen den Führungswänden 52, 53 befindet sich
in der Tischfläche 54 ein Schlitz 55. Unterhalb des Schlitzes 55 ist eine endlose
umlaufende Kette 56 angeordnet, an der sich in gleichen Abständen Mitnehmer 57 befinden.
Die Mitnehmer 57 ragen von der Tischfläche 54 nach oben ab. Im vorderen Bereich
der Tischfläche 54 befindet sich ein Leitelement 86, das als Fortsetzung des Tischschlitzes
55 einen Schlitz 87 enthält. Am Ende des Verlängerungsschlitzes 87 befindet sich
ein Querschlitz 88, durch den die Mitnehmer 57 hindurchtreten können.
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Im hinteren Bereich der Tischfläche 54, in den sich die Führungswände
52, 53 nicht erstrecken, ist die schon erwähnte Abtasteinrichtung 9 angeordnet.
Die Abtasteinrichtung hat insgesamt vier induktive Näherungsschalter 58, 59, 60,
61, die mit den Zangen 23 bis 26 funktionell verbunden sind, wie dies im folgenden
anhand der Fig. 5 erläutert wird.
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Von den in Fig. 5 symbolisch dargestellten Elementen der Vorrichtung
wurden die induktiven Näherungsschalter 58 bis 61 und die Haltezangen 23 bis 26,
die Mitnehmer 57, der Einlauf-
abschnitt 10a der Führungsleiste
und das Magnetventil 42 bereits erwähnt. Weitere Elemente sind elektronische Schaltelemente
62, 63, 64, 65 und weitere Magnetventile 66, 67 und 68. Die elektronischen Schaltelemente
62 bis 65 sind in einem Schaltschrank untergebracht, der durch einen strichpunktierten
Rahmen 69 symbolisch dargestellt ist.
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Die jeweiligen Paare 58/62, 59/63, 60/64 und 61/65 aus jeweils einem
induktiven Näherungsschalter und einem elektronischen Schaltelement sind durch Leitungen
70 bis 83 miteinander verbunden. Die elektronischen Schaltelemente enthalten einen
Verstärker und ein Zeitrelais.Von den Schaltelementen 62 bis 65 aus können die Magnetventile
42, 66, 67, 68 über Leitungen 74 bis 77 geschaltet werden. Die Druckluftleitungen
zwischen den Magnetventilen und den zugeordneten Pneumatikzylindern der Zangen 23
bis 26 sind durch gestrichelte Linien 78 bis 81 angedeutet.
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Die Verpackungsmaschine arbeitet wie folgt. Hüllstoff in Form einer
Folie, vorzugsweise in Form einer glasklaren Folie 82, wird von einer Vorratsrolle
abgezogen, die nicht dargestellt ist. Sie wird auf einem Dorn 83 gehalten, der in
Fig. 1 dargestellt ist. Die Folie wird in bekannter Weise über die Formschulter
5 gezogen und dabei zu einem schlauchförmigen Gebilde verformt. Die Formung der
Folie zu einem schlauchförmigen Gebilde ist erst kurz vor den Siegelrollen 15, 16
beendet.
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Die zu verpackende Ware wird maschinell oder von Hand auf das Transportband
aufgelegt. Die einzelnen Warenstücke (hier Würste 84) werden einzeln zwischen zwei
Mitnehmer 57 eingelegt und die an den Würsten befindliche Schlaufe 85 wird maschinell
oder von Hand (in der Zeichnung ist eine
maschinelle Einrichtung
nicht dargestellt) auf das hintere Ende des Einlaufabschnittes 10 so aufgelegt,
daß sich der Scheitel 85a der Schlaufe 85 im Bereich der Abrundung 11 des Einlaufabschnittes
befindet. Das Auflegen der Schlaufe wird durch die Anschrägung 50 am Einlaufabschnitt
10a erleichtert.
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Wenn sich die Schlaufe der ersten Zange 23 annähert, wird diese geöffnet,
so daß die Schlaufe zwischen den Zangenschenkeln 27, 28 hindurchgleiten kann. Wenn
die Schlaufe die Zange 23 passiert hat, schließt diese Zange wieder und die Zange
24 öffnet sich, bevor die Schlaufe in ihren Bereich kommt. Nach Passieren der Zange
24 schließt diese und die Zange 25 öffnet bei Annäherung der Schlaufe, schließt
nach Passieren der Schlaufe wieder. Danach öffnet sich die Zange 26 um die Schlaufe
passieren zu lassen und schließt sich nach Passieren der Schlaufe. Stets sind mindestens
zwei Zangen geschlossen, wodurch der Einlaufabschnitt 10a und damit auch der starr
damit verbundene Umlenkungsabschnitt 1Ob in ihrer Lage gehalten werden.
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Durch den Eingriff der Zentrierkegel 48 in die Zentriervertiefungen
49 ist sichergestellt, daß die Halteleiste stets exakt in ihrer vorbestimmten Lage
verbleibt, d.h. daß sie auch im Laufe der Zeit nicht aus dieser Lage auswandern
kann.
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Das Öffnen und Schließen der Zangen wird mit der Einrichtung gemäß
Fig. 5 gesteuert. Die induktiven Näherungsschalter 58 bis 61 tasten das Passieren
der Mitnehmer 57 ab. Wenn sich ein Mitnehmer z.B. dem Näherungsschalter 58 annähert,
gibt dieser einen Impuls an das elektronische Schaltelement 62. Dieses gibt Betätigungsströme
an das Magnetventil 42.
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Nach Ansteuerung des Magnetventils 42 wird der Kolben im Pneumatikzylinder
39 (in Fig. 3 gesehen) nach rechts bewegt und die Zangen 23 öffnen sich.Ein Zeitrelais
veranlaßt nach einer
gewissen Zeitdauer die Ansteuerung des Magnetventils
42, wodurch die Zange in ihre Schließstellung gebracht wird.
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Gleichzeitig mit der Ingangsetzung des Schließhubes wird auch ein
Weg für die Entlüftung des vorher mit Druckluft beaufschlagten Raumes im Pneumatikzylinder
39 geöffnet.
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Die Betätigung der anderen Zangen 24, 25, 26 erfolgt entsprechend.
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Infolge der über die gesamte Länge der Kette 56 gleichbleibenden Teilungsabstände
zwischen den Mitnehmern 57 kann die Abtastung außerhalb des Bereiches erfolgen,
in dem die Würste eingelegt werden. Es ist also nicht nötig, die Ware selber abzutasten.
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Die Schlaufen der Würste gleiten zunächst auf dem Einlaufabschnitt
1Oa entlang, wobei sie etwa horizontal von der Wurst abragen. Im Umlenkungsabschnitt
1Ob werden die Schlaufen so verlagert, daß sie etwa senkrecht nach unten ragen.
Wie Fig. 4 zeigt, werden die Schlaufen in die Längsnaht 17 der Hülle 18 eingesiegelt.
In der Quernaht-Siegelstation wird die Hülle durch eine Siegelnaht verschlossen
und gleichzeitig abgeschnitten. Die Quernaht befindet sich nahe bei der Schlaufe
85. Die Wurst ist vollkommen von der Hülle umgeben und kann dennoch an der Schlaufe
85 aufgehängt werden, die unmittelbar mit der Wurst verbunden ist.