DE3636241A1 - Vorrichtung zur betaetigung von siegelbacken einer verpackungsmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur betaetigung von siegelbacken einer verpackungsmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Andrückdauer und zur Betätigung von Siegelbacken in Ver­ bindung mit einer Verpackungsmaschine, insbesondere zum Siegeln von Faltlappen eines Verpackungszuschnitts.
Verpackungsmaschinen sind mit Schweiß- bzw. Siegelorganen, nämlich Siegelbacken, ausgerüstet, wenn Gegenstände in siegelfähige Folien bzw. in mit siegelfähiger Beschichtung versehenes Verpackungsmaterial eingehüllt werden. Bei der Herstellung von Zigarettenpackungen ist deren äußere Um­ hüllung aus thermisch schweißbarer Folie im Bereich von Stirnflächen zur Fixierung von einander überdeckenden Falt­ lappen zu siegeln. Hierfür werden (beheizte) Siegelbacken eingesetzt, die während einer begrenzten Zeit Anlage an den Flächen der Packungen bzw. an den Faltlappen erhalten.
Um einerseits eine ausreichend haltbare Siegelung der Faltlappen zu erzielen, andererseits aber eine Beschä­ digung der Folie durch überlange Beaufschlagung durch die beheizten Siegelbacken zu vermeiden, ist es erforder­ lich, die Andrückdauer der Siegelbacken exakt einzu­ halten. Die Sicherstellung genauer, konstanter Siegel­ zeiten bei vorgegebenem Druck und bestimmter Temperatur der Siegelbacken ist dadurch erschwert, daß die zu beauf­ schlagenden Packungen mit unterschiedlicher Geschwindig­ keit transportiert werden können. Grund hierfür sind Ver­ änderungen in der Taktzeit bzw. -zahl der Verpackungs­ maschine. Grundsätzlich sind mindestens drei unterschied­ liche Leistungsbereiche der Verpackungsmaschine in der Praxis anzutreffen: die Normalgeschwindigkeit entspricht der vorgegebenen Leistung der Verpackungsmaschine, bei Zigarettenpackungen z.B. 400 Takte pro Minute. Für die Durchführung von Arbeiten an der Verpackungsmaschine,ins­ besondere für die Beseitigung von Fehlpackungen etc.,ist ein Kriechgang eingerichtet, bei dem die Verpackungs­ maschine mit deutlich reduzierter Taktzahl läuft, z.B. mit 200 Takten je Minute. Sodann sind Verpackungsmaschinen mit einem sogenannten Overdrive ausgerüstet, der kurz­ zeitig Taktzahlen oberhalb der Normalgeschwindigkeit er­ möglicht.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, Maßnahmen vorzuschlagen, die eine konstante, den jeweiligen Erfordernissen angepaßte Andrückdauer und damit Siegeldauer der Schweiß- bzw. Siegelbacken unab­ hängig von der Taktzahl der Verpackungsmaschine gewähr­ leistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungs­ organ für die Siegelbacken durch ein Antriebsorgan mit konstanter Antriebsphase jeweils während eines Arbeits­ taktes der Verpackungsmaschine einmal oder mehrmals ange­ trieben ist.
Nach dem Erfindungsgedanken wird demnach das Betätigungs­ organ für die Siegelbacken bzw. ein Antriebsorgan hier­ für so betätigt, daß die Andrückdauer der Siegelbacken stets konstant ist, gleichwohl aber der Beginn einer An­ drückphase der Siegelbacken durch die Verpackungsmaschine (mittelbar) eingeleitet wird.
Vorzugsweise werden die Siegelbacken bzw. deren Be­ tätigungsorgan durch einen auf exakt begrenzte Antriebs­ dauer einstellbaren Motor angetrieben, insbesondere durch einen Schrittmotor, wobei dessen volle Umdrehung einer Antriebsphase für das Betätigungsorgan der Siegelbacken entspricht.
Eine Antriebsphase (Umdrehung) des Schrittmotors kann der Andrückdauer der Siegelbacken entsprechen. Vorteil­ hafter ist aber eine Lösung, bei der das Betätigungsorgan für die Siegelbacken so gestaltet ist, daß während einer Antriebsphase durch das Antriebsorgan (Schrittmotor) nur zeitweilig die Siegelbacken die Andrückstellung (Siegel­ stellung) einnehmen.
Das Antriebsorgan für die Siegelbacken bzw. deren Be­ tätigungsorgan wird erfindungsgemäß durch die Verpackungs­ maschine eingeschaltet, also in Gang gesetzt. Zu diesem Zweck ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auf einer Maschinenwelle der Verpackungsmaschine ein mit­ umlaufendes Schaltorgan angeordnet, insbesondere eine Schaltscheibe mit Schaltzapfen zur Erregung eines Initia­ tors, der seinerseits den Schrittmotor einschaltet.
Das Betätigungsorgan für die Siegelbacken kann in ver­ schiedener Weise ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist eine (zweiarmige) Kurvenschwinge, die durch eine Kurbel hin- und herschwenkend angetrieben wird, wobei die Kurbel durch den Schrittmotor in Drehung versetzt wird. Die Kurvenschwinge ist mit einer Steuerkurve ver­ sehen, die über ein Tastorgan (Tastrolle) auf die Siegel­ backen einwirkt. Die Kurvenschwinge bzw. deren Steuer­ kurve ist so ausgebildet, daß im Verlaufe einer Hin- und Herbewegung, die vorzugsweise einer vollen Umdrehung des Schrittmotors entspricht, die Siegelbacken während einer zeitlich genau vorbestimmten Dauer in Siegelstellung, während der übrigen Zeit aber in zurückbewegter Stellung gehalten sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Getriebe für die Betätigung von Siegel­ backen in schematischer Seitenansicht,
Fig. 2 das Getriebe gemäß Fig. 1 in veränderter Position (Siegelstellung).
Die gezeigte Vorrichtung kommt zum Einsatz in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine für quaderförmige Packungen, insbesondere Zigarettenpackungen 10. Es geht hier um die Siegelung von Faltlappen einer äußeren Umhüllung der Zigarettenpackungen 10 aus siegelbarer Folie. Die Falt­ lappen (im einzelnen nicht dargestellt) befinden sich im Bereich von Stirnseiten 11 der Zigarettenpackungen 10. Diese werden im vorliegenden Falle auf einer zur Ver­ packungsmaschine gehörenden (horizontal verlaufenden) Förderbahn taktweise transportiert, und zwar in zwei Lagen, also mit jeweils zwei Zigarettenpackungen 10 übereinander. Die Stirnflächen 11 mit den zu siegelnden Faltlappen sind zur Seite gerichtet. Während einer Still­ standsphase der Zigarettenpackungen 10 werden die Falt­ lappen der äußeren Umhüllung durch Aufbringen von Wärme und Druck gesiegelt. Aufbau und Funktion der Förderbahn für die Zigarettenpackungen 10 sind in Verbindung mit Verpackungsmaschinen für Zigaretten allgemein bekannt.
Zur Siegelung von Faltlappen jeweils zweier übereinander­ liegender Zigarettenpackungen 10 sind hier entsprechend dimensionierte, beheizte Siegelbacken 12 vorgesehen, die durch Schwenkbewegung aus einer zurückgezogenen Stellung (Fig. 1) in die Siegelstellung (Fig. 2) unter Anlage an den Stirnseiten 11 der Zigarettenpackungen 10 bewegt werden.
Die Siegelbacken 12 sind zu diesem Zweck hier an einem zweiarmigen Andrückhebel 13 angebracht. Der aufrechte Andrückhebel 13 ist mit einem Schwenklager 14 ortsfest gelagert.
Die Siegelbacken 12 bzw. deren Andrückhebel 13 sind ständig durch ein elastisches Andrückorgan in die Siegel­ stellung (Fig. 2) belastet. Zu diesem Zweck ist am unteren, freien Ende des Andrückhebels 13 im vorliegen­ den Falle eine Zugfeder 15 angebracht, die den Andrück­ hebel 13 im Gegenuhrzeigersinn, also in Richtung auf die Siegelstellung gemäß Fig. 2, belastet.
Die Siegelbacken 12 werden durch ein Betätigungsorgan be­ aufschlagt, welches bei dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel als zweiarmige Kurvenschwinge 16 ausgebildet ist. Diese ist ebenfalls ortsfest gelagert und um ein Dreh­ lager 17 in vertikaler Ebene hin- und herschwenkbar. Die Kurvenschwinge 16 wirkt auf den Andrückhebel 13 und zwar auf den unteren Teil desselben. Eine an dem Andrückhebel 13 drehbar angebrachte Tastrolle 18 läuft auf einer am äußeren, freien Ende der Kurvenschwinge 16 gebildeten Steuerkurve 19 ab, wenn die Kurvenschwinge 16 hin- und her bzw. auf und ab schwenkend bewegt wird.
Die Steuerkurve 19 ist in besonderer Weise ausgebildet. Ein unterer Bereich ist als Vertiefung 20 und ein oberer Teil als Erhöhung bzw. als radialer Vorsprung 21 ge­ staltet. Zwischen beiden Bereichen der Steuerkurve 19 be­ findet sich ein geschwungener Übergang 22. Vertiefung 20 und Vorsprung 21 sind so gestaltet bzw. haben einen solchen Abstand vom Drehlager 17, daß die Siegelbacken 12 sich in Siegelstellung befinden, wenn die Tastrolle 18 im Bereich der Vertiefung 20 an der Steuerkurve 19 anliegt. Befindet sich die Tastrolle 18 im Bereich des Vorsprungs 21, ist die Siegelbacke 12 zurückgeschwenkt, befindet sich also außer Siegelstellung.
Die Kurvenschwinge 16 wird durch ein präzise arbeiten­ des Antriebsorgan bewegt, welches die Dauer einer Hin- und Herbewegung exakt festlegt. Dabei wird durch die Länge (Umfangsabmessung) der Vertiefung 20 die Andrück­ zeit der Siegelbacken 12 an den Zigarettenpackungen 10 bestimmt. Wenn die Tastrolle 18 durch entsprechende Be­ wegung der Kurvenschwinge 16 den Bereich der Ver­ tiefung 20 verläßt, ist die Siegelphase beendet.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Kurven­ schwinge 16 durch einen Schrittmotor 23 über ein Zwischen­ getriebe bewegt, nämlich über eine Kurbel 24. Auf einer ortsfesten Kurbelwelle 25 ist ein mit der Kurbelwelle umlaufender Kurbelzapfen 26 angebracht, der einen ge­ lenkig mit dem freien Ende der Kurvenschwinge 16 ver­ bundenen Kurbelarm 27 antreibt. Die Kurbelwelle 25 wird durch den Schrittmotor 23 angetrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kurbel 24 so ausgelegt, daß während einer vollen Umdrehung der Kurbelwelle 25 und damit des Kurbelzapfens 26 die Kurven­ schwinge 16 eine volle Hin- und Her- bzw. Auf- und Ab­ bewegung durchführt. Diese Bewegung spielt sich innerhalb eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine ab. Die Be­ wegung der Kurvenschwinge 16 kann unmittelbar mit Be­ ginn eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine in Gang gesetzt und im Extremfalle, z.B. bei Overdrive-Ge­ schwindigkeit, mit diesem abschließen. Die Tätigkeit der Kurvenschwinge 16 und damit die Bewegung der Siegel­ backen 12 können aber innerhalb eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine zeitversetzt erfolgen. Die vorzugs­ weise einstellbare Bewegungs- bzw. Antriebsdauer des Schrittmotors 23 ist konstant. Bei dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel wird während einer halben Umdrehung des Kurbelarms 27 die Siegelbacke 12 in Siegelstellung (Fig. 2) gehalten (Bewegungsphase gemäß Pfeil 28).
Der Schrittmotor 23 als Antriebsorgan für die Kurven­ schwinge 16 wird durch die Verpackungsmaschine in Gang gesetzt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck auf einer Maschinenwelle 29, die zweck­ mäßigerweise genau im Takt mit der Verpackungsmaschine umläuft, ein Schaltorgan angebracht in Form einer mit­ umlaufenden Schaltscheibe 30. An dieser ist ein in Radialrichtung vorstehender Schaltzapfen 31 angebracht, der auf ein Schaltorgan, nämlich einen Initiator 32 wirkt. Dieser wiederum ist schalttechnisch mit dem Schrittmotor 23 verbunden, so daß bei Erregung des Initiators 32 durch den Schaltzapfen 31 der Schritt­ motor 23 eingeschaltet wird. Die zurückgeschwenkte Stellung der Siegelbacken 12 ist durch den Drehbereich der Kurbel 24 außerhalb des Pfeiles 28 bestimmt und durch die Dauer des Arbeitstaktes der Verpackungs­ maschine bis zum nächsten Schaltimpuls. Das Betätigungs­ organ für die Siegelbacken 12 kann auch in anderer Weise ausgebildet sein, z.B. als umlaufende Kurvenscheibe, die auch unmittelbar durch den Schrittmotor angetrieben sein kann. Auch ist ein Betätigungsorgan in Gestalt einer hin- und hergehenden Schubstange möglich.
  • Bezugszeichenliste: 10 Zigarettenpackung
    11 Stirnseiten
    12 Siegelbacke
    13 Andrückhebel
    14 Schwenklager
    15 Zugfeder
    16 Kurvenschwinge
    17 Drehlager
    18 Tastrolle
    19 Steuerkurve
    20 Vertiefung
    21 Vorsprung
    22 Übergang
    23 Schrittmotor
    24 Kurbel
    25 Kurbelwelle
    26 Kurbelzapfen
    27 Kurbelarm
    28 Pfeil
    29 Maschinenwelle
    30 Schaltscheibe
    31 Schaltzapfen
    32 Initiator

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Andrückdauer und zur Betätigung von Siegelbacken in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine, insbesondere zum Siegeln von Falt­ lappen eines Verpackungszuschnitts, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Betätigungsorgan (16) für die Siegelbacken (12) durch ein Antriebsorgan (23) mit kon­ stanter Antriebsphase jeweils während eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine einmal oder mehrmals angetrieben ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsorgan (23) durch ein mit der Verpackungsmaschine synchron laufendes Einschaltorgan, insbesondere durch eine im gleichen Takt mit der Ver­ packungsmaschine umlaufende Maschinenwelle (29), ein­ schaltbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelbacken (12) während eines Bruchteils der Antriebsphase des Antriebsorgans (23) in Siegelstellung, während der übrigen Zeit eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine außer Siegel­ stellung bewegt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan ein mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Antriebsmotor ist, insbesondere ein Schritt­ motor (23), dessen volle Umdrehung einer Antriebsphase für das Betätigungsorgan (16) der Siegelbacken (12) ent­ spricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan für die Siegelbacken (12) ein drehend angetriebenes Kurvenelement (16) ist, das durch die Ausbildung einer Kurvenbahn (19) in Verbindung mit einem Abtastorgan (18) die Stellung der Siegelbacken (12) bestimmt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement eine hin- und herbewegbare Kurven­ schwinge (16) ist, die mit ihrer Kurvenbahn (19) auf eine die Siegelbacken (12) beaufschlagende Tastrolle (18) wirkt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenschwinge (16) von dem Schrittmotor (23) über eine Kurbel (24) angetrieben ist, wobei während einer vollen Umdrehung der Kurbel (24) die Kurven­ schwinge (16) eine hin- und hergehende Schwenkbewegung ausführt und dabei zeitweilig die Siegelbacken (12) in die Siegelstellung bewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelbacken (12) durch ein (elastisches) Andrück­ organ, insbesondere durch eine (Zug-)Feder (15) in die Siegelstellung drückbar und durch das Betätigungsorgan, insbesondere die Kurvenschwinge (16), aus der Siegel­ stellung bewegbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan für das Betätigungsorgan (16), insbesondere der Schrittmotor (23), durch einen Initiator (32) einschaltbar ist, der durch ein auf der Maschinenwelle (29) angeordnetes Steuerorgan, insbe­ sondere eine Schaltscheibe mit radial abstehendem Schaltzapfen (31), beaufschlagbar ist.
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