DE3620593C2 - Vorrichtung zum kontrollierten Zuführen von Folie in einer Verpackungsmaschine - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum kontrollierten Zuführen von Folie in einer Verpackungsmaschine.

Bekanntlich werden bei Verpackungsmaschinen Kunststoffolien (bzw. -filme) benutzt, in denen die zu verpackenden Gegenstände (Erzeugnisse) eingewickelt werden und die von entsprechenden Spulen abgespult werden. Die von der Spule abgespulte Folie wird auf ein Förderband für die zu verpackenden Gegenstände geführt, mit Hilfe geeigneter Mittel um die Gegenstände gewickelt und dann geschweißt und im Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gegenständen in Querrichtung geschnitten, um die einzelnen Packun­ gen zu bilden. In der Regel ist es das Föderband für die Erzeugnisse, auf das die Folie geführt wird und mit dem sich die Folie genau bei derselben linearen Geschwindigkeit bewegen muß, das die Folie zieht und dadurch direkt abspult.

Während der Verpackung verformt sich die Folie wegen ihrer Elastizität mehr oder weniger je nach der augenblicklichen Verpackungsgeschwindigkeit und dem Außendurchmesser der Spule, von der sie abgespult wird. Diese Verformungen sind umso größer, je kleiner die Foliendicke ist und die Veränderung der Verformungen nimmt mit dem Spulendurchmesser zu. Um an Verpackungsfolie zu sparen und größere Leistungsbereiche zu erzielen, neigt man andererseits dazu, immer dünnere Folien und Spulen mit immer größeren Durch­ messern anzuwenden.

Die oben erwähnten Nachteile fallen besonders unangenehm auf, wenn vorgedruckte Folien oder solche benutzt werden, die mit Zeichen oder Angaben versehen sind, die bei den fertigen Packungen an den entsprechenden Gegenständen einwandfrei zentriert sein müssen. Es liegt nämlich auf der Hand, daß sich eventuelle Verformungen der Folie auf die gegen­ seitigen Abstände dieser Zeichen, Angaben oder dergleichen auswirken, so daß diese Abstände der für die Gegenstände während der Verpackung vorbestimmten Teilung nicht mehr entsprechen und unerwünschte Verschiebungen der Zeichen gegenüber den Gegen­ ständen entstehen.

Es versteht sich daher von selbst, daß es zum reibungslosen Betrieb der Verpackungs­ maschine unabhängig von der Verpackungsgeschwindigkeit, von der Foliendicke, vom Durchmesser der Spule, von der die Folie abgespult wird, und von anderen Umständen äußerst wichtig ist, auf der Verpackungsstraße genau gleiche lineare Vorschubgeschwindig­ keiten der Folie und des Förderbandes für die zu verpackenden Gegenstände garantieren zu können.

Aus der DE-OS-21 59 146 sind ein Verfahren zum Verpacken von Artikeln und eine Verpackungsmaschine zur Ausführung dieses Verfahrens bekannt. Diese Verpackungs­ maschine stellt Kunststoffverpackungen her, welche die zu verpackenden Artikel eng umschließen. Sie weist ein Förderband auf, wobei die zu verpackenden Artikel auf einer dem Förderband zugeführten dünnen Kunststoffolie zu liegen kommen.

Die Kunststoffolie wird hierbei von einer Vorwickeltrommel abgezogen und über eine Führungsrolle, einen Folienspeicher und danach über eine Zugrolle zum Förderband geführt. Der Folien-Zwischenspeicher liegt also in Folientransportrichtung vor der Zugrol­ le, und er besteht aus einer Rolle, die mittels eines Hebelarmes die Kunststoffbahn umlenkt, spannt und damit einen Folienvorrat schafft, der ausgleichsweise verwendet werden kann.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, daß Folie zwischen der Zugrolle und dem Förderband keine Ausgleichsmöglichkeit mehr hat, wenn beispiels­ weise das Transportband unregelmäßig oder schneller läuft als die Zugrolle. Dies kann zu ruckartigen Verlängerungen der Folie und zu deren Überspannung führen.

Eine Vorrichtung zur Umformung einer Papierbahn in Blätter verschiedener auswählbarer Längen zur Anlieferung in eine Vervielfältigungsmaschine ist aus der US-A-3,504,586 bekannt. Hier wird ein Zuführungsmechanismus für eine Papierbahn beschrieben, bei dem die Papierbahn ebenfalls wieder zuerst über eine Tänzerrolle und danach über eine an­ getriebene Zufuhrrolle geführt wird, bevor sie einem Schneidemechanismus aufgegeben wird. Auch hier tritt wieder das oben schon angesprochene Problem auf, daß Spannungs­ änderungen in der Papierbahn hinter der letzten Zugrolle nicht mehr von der Tänzerrollen­ anordnung aufgefangen werden können, so daß ruckartige Spannungsänderungen zu Brü­ chen in der Papierbahn führen können.

Die US-A-1,626,409 beschreibt einen Papierzuführungsmechanismus für eine Verpackungs­ maschine. Das Papier wird hierbei von einer Rolle abgewickelt und über eine Zugrolle, eine Tänzerrolle und Umlenkrollen auf einen Verarbeitungstisch aufgebracht. Die Tänzer­ rolle dient als Spanner- und Glätteinheit für das abgewickelte Papier, das im weiteren Ablauf intermitierend verarbeitet wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, daß die Tänzerrolle lediglich in einer Kulisse läuft und dabei ruckartige Bewegungen ausführen kann bzw. Verklemmungen unterworfen ist. Dies kann zu Brüchen in der Papierbahn führen.

Aus der US-A-2,813,798 ist ein Verfahren zum Einbringen von Papierabschnitten zwischen gestapelte Scheiben, beispielsweise Käse oder Fleisch, bekannt. Bei der Zuführanordnung für das Papier, welches von einer Rolle abgewickelt wird, ist, wie bei den beiden erst­ genannten Dokumenten, die Zugrolle wiederum hinter einer linear geführten und mit einer Feder vorgespannten Spannrolle angeordnet. Die Nachteile einer solchen Anordnung wurden schon oben beschrieben. Die Spannrolle läuft über Ritzel an einer Zahnstange entlang, die schräg zur Horizontalen angeordnet ist, und auf welche die Spannrolle durch die Kraft der sie umschlingenden Papierbahn angedrückt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Vorrichtung zum Zuführen von Folie in einer Verpackungsmaschine sicherzustellen, daß auch bei sich ändernden Betriebs­ bedingungen die Folienbahn ruckfrei und stets mit der gleichen Bahnspannung zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des beiliegenden Anspruches gelöst.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt auf den Folienabschnitt nach der Tänzer­ walze (dem Tänzer) nur die gleichbleibende durch das Eigengewicht der Tänzerwalze ausgeübte Kraft, und zwar unabhängig von jeglichem vor der Tänzerwalze ausgeübten Einfluß, wie Spulendurchmesser, augenblickliche Abspulgeschwindigkeit der Folie usw., so daß sich der Abschnitt nach der Tänzerwalze sicher mit der gleichen linearen Geschwindigkeit wie das Förderband für die zu verpackenden Gegenstände bewegt und zwischen den Gegenständen und der Folie keine gegenseitige Verschiebung oder Abwei­ chung stattfinden kann. Der Folienabschnitt vor der Tänzerwalze wird dagegen durch das Zugrollenpaar vorübergehend mit einer Geschwindigkeit gefördert, die etwas niedriger bzw. etwas höher als die lineare Vorschubgeschwindigkeit des Föderbandes ist: solange die Fördergeschwindigkeit niedriger als die Vorschubgeschwindigkeit des Föderbandes (gleich der linearen Geschwindigkeit des Folienabschnittes nach der Tänzerwalze) ist, bewegt sich die Tänzerwalze nach oben, weil die zwischen den beiden festen Führungsrollen gebildete Folienschlaufe kürzer wird, während dagegen - solange die Fördergeschwindigkeit der Folie höher als die Vorschubgeschwindigkeit des Förderbandes ist - die Folienschlaufe länger wird und sich die Tänzerwalze nach unten bewegt. Erreicht die Tänzerwalze das Niveau des einen oder des anderen der beiden Mikroschalter, so werden diese betätigt, um die Überset­ zung auszuschalten, die bis zum betreffenden Augenblick eingeschaltet war, und die andere Übersetzung einzuschalten, so daß die Übersetzung zwischen der Antriebsrolle des Förder­ bandes und der Antriebsrolle des Zugrollenpaares zum Abspulen der Folie gewechselt wird.

Die Tänzerwalze ist bei ihrer senkrechten Schwingbewegung geführt und die trägt außer­ dem im Bereich ihrer Enden zwei Zahnräder, die in entsprechende, senkrechte, feste Zahnstangen eingreifen, so daß die senkrechte Bewegung der Tänzerwalze in eine kombi­ nierte Gerad- und Drehbewegung um ihre Achse verwandelt wird und jegliche Reibung zwischen der Tänzerwalze und der Folie beim Abspulen im wesentlichen beseitigt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend an Hand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Teilschnittansicht von oben an der Linie II-II in Fig. 1.

In der Zeichnung ist eine Seitenwand der Verpackungsmaschine mit 10 bezeichnet. Diese Maschine umfaßt ein Förderband 11 für die zu verpackenden Gegenstände 12, die über einen allgemein mit 13 bezeichneten Schubstangenförderer zum Förderband 11 geführt werden. Ein Getriebemotor 14 treibt über einen Kettenantrieb 15 eine Antriebsrolle 16 an, um die das so angetriebene Förderband 11 geführt wird. Die Vorschubbewegung des Förderbandes 11 ist kontinuierlich, aber über den Getriebemotor 14 stufenlos regelbar und im Bereich der Ankunftsstelle der Gegenstände 12 aus dem Förderer ist das Förderband 11 an einer Umlenkrolle 17 geführt.

Zur Umlenkrolle 17 des Förderbandes 11 hin ist eine Kunststofffolie (bzw. -film) 18 geführt, die aus einer Spule 19 kommt. Von dieser Spule 19 wird die Folie 18 zunächst auf die Umlenkrollen 20, dann durch ein Zugrollenpaar 21 mit einer Antriebsrolle 22 und einer Druckrolle 23, auf eine zylinderförmige Tänzerwalze 24, die zwischen zwei Führungsrollen 25, 26 angeordnet ist, und schließlich zur Umlenkrolle 17 des Förderbandes 11 geführt.

Die Welle 27 der Tänzerwalze 24 ist durch eine senkrechte Führung (Öse) 28 geführt, die in der Seitenwand 10 ausgebildet ist, so daß die Tänzerwalze gezwungen ist, sich senkrecht zu bewegen. Außerdem trägt die Welle 27 an ihren Enden (wovon nur ein Ende dargestellt ist) Zahnräder 29, die in feste, senkrechte Zahnstangen 30 eingreifen, um während der senk­ rechten Bewegung der Tänzerwalze eine Drehbewegung der Welle 27 um die eigenen Achsen auszulösen. Das eine Ende der Welle 27 arbeitet mit zwei Mikroschaltern 31 und 32 zusammen, die auf zwei vorbestimmten Höhen senkrecht über­ einander angeordnet und zum Beispiel magnetisch sind und deren Aufgabe weiter unten geschildert wird.

Zum Antrieb der Antriebsrolle 22 des Zugrollenpaares 21 für die Folie 18 ist folgende kinematische Kette vorgesehen: An der Welle 33 der Antriebsrolle 16 des Förderbandes 11, das vom Getriebemotor 14 über den Kettentrieb 15 angetrieben wird, ist ein Zahnrad 34 angeordnet, das über eine Kette 35 ein an einer Zwischenwelle 37 befestigtes Zahnrad 36 antreibt. Die Übersetzung zwischen den Wellen 33 und 37 beträgt 1 : 1. Die Welle 37 trägt außerdem zwei Zahnräder 38 und 39, die durch nicht näher beschriebene Magnetkupp­ lungen abwechselnd mit der Welle verbunden werden können. An der Welle 44 der An­ triebsrolle 22 des Zugrollenpaares 21 sind zwei Zahnräder 42, 43 befestigt, die unter­ schiedliche Durchmesser (und unterschiedliche Zähnezahlen) haben und über Ketten 40 bzw. 41 mit den Zahnrädern 38 bzw. 39 verbunden sind. Zwischen den Wellen 37 und 44 bestehen also zwei unterschiedliche Übersetzungen, die abwechselnd dadurch einschaltbar sind, daß einmal das Zahnrad 38 und einmal das Zahnrad 39 über die entsprechenden Magnetkupplungen mit der Zwischenwelle 37 in Verbindung gesetzt werden. Die beiden Übersetzungen werden so gewählt, daß bei Einschaltung der einen Übersetzung (vom Zahnrad 38 über die Kette 40 zum Zahnrad 42) die Abspulgeschwindigkeit der Folie 18 von der Spule etwas höher als die lineare Vorschubgeschwindigkeit des Förderbandes 11 ist, während bei Einschaltung der anderen Übersetzung (vom Zahnrad 39 über die Kette 41 zum Zahnrad 43) die Abspulgeschwindigkeit der Folie 18 etwas niedriger als die Vorschub­ geschwindigkeit des Förderbandes 11 ist. Die Magnetkupplung, die das Zahnrad 38 mit der Welle 37 verbindet, wird durch den Mikroschalter 31 betätigt, wenn die Tänzerwalze 24 das vorbestimmte obere Niveau erreicht, während die Magnetkupplung, die das Zahnrad 39 mit der Welle 37 verbindet, durch den Mikroschalter 32 betätigt wird, wenn die Tänzerwal­ ze 24 das vorbestimmte untere Niveau erreicht.

So führt die Tänzerwalze 24 eine ständige, senkrechte Auf- und Abwärtsbewegung aus (und die Welle dreht außerdem um die eigene Achse, da die Zahnräder 29 mit den Zahnstangen 30 in Eingriff sind) und die von der Folie 18 zwischen den Umlenkrollen 25 und 26 gebildete Schlaufe wird ständig größer oder kleiner.

Auf den Abschnitt der Folie 18 nach der Tänzerwalze 24 bis zur Verbindungsstelle mit dem Förderband 11 im Bereich der Umlenkrolle 17 wirkt ausschließlich die gleichbleibende, durch das Eigengewicht der Tänzerwalze ausgeübte Zugkraft, so daß dieser Folienabschnitt weder vom veränderlichen Durchmesser der Spule 19, von der die Folie abgespult wird, noch von der augenblicklichen Verpackungsgeschwindigkeit (entspricht der linearen Vor­ schubgeschwindigkeit des Förderbandes für die zu verpackenden Gegenstände 12) beeinflußt wird.

Es werden dadurch unerwünschte veränderliche Verformungen der Kunststoffolie vermieden und einwandfrei gleiche Vorschubgeschwindigkeiten der Folie und der Gegenstände entlang der Verpackungstraße gewährleistet.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum kontrollierten Zuführen von Folie in einer Verpackungsmaschine, wobei die Folie (18) von einer Vorratsrolle (19) abgezogen und einem Förderband (11) zugeführt wird, das die Folie (18) und darauf abgelegte zu verpackende Gegenstände (12) aufnimmt,

   • 1. mit einem Zugrollenpaar (22, 23), das nach der Vorratsrolle (19) und bei Bedarf auch nach weiteren, der Vorratsrolle nachgeordneten Umlenkrollen (20) angeordnet ist,
   • 2. mit einem Zwischenspeicher für die abgezogene Folie (18) der im Weg der Folie zwischen Zugrollenpaar (22, 23) und Förderband (11) angeordnet ist,
   • 3. mit einem Getriebemotor (14), der über eine Antriebsrolle (16) das Förderband (11) antreibt,
   • 4. mit einer Antriebsverbindung zwischen der Antriebsrolle (16) für das Förderband (11) und dem Zugrollenpaar (22, 23) für die Folie (18), wobei diese Antriebsverbindung wechselweise mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen betrieben werden kann, so daß die Folie von dem Zugrollenpaar etwas schneller oder etwas langsamer gefördert wird als vom Förderband,
   • 5. mit einer Tänzerwalze (24) im Zwischenspeicher, die durch ihr Eigengewicht die Folie spannt und die, in zwei vertikalen Führungen (28) geführt, sich heben und senken kann, wobei an den Enden der Tänzerwalze Zahnräder (29) angeordnet sind, die beim Heben und Senken der Tänzerwalze (24) auf feststehenden senkrechten Zahnstangen (30) abrollen, und
   • 6. mit auf unterschiedlicher Höhe senkrecht übereinander und benachbart zum Verschiebeweg der Tänzerwalze (24) angeordneten Mikroschaltern (31, 32), die, wenn die Tänzerwalze ihr Niveau erreicht, jeweils von der einen auf die andere Übersetzung in der Antriebsverbindung umschalten.