DE3880023T2 - Vorrichtung zum variieren des abstandes zwischen dem schweisselement und dem gegen-schweisselement in verpackungsmaschinen. - Google Patents

Vorrichtung zum variieren des abstandes zwischen dem schweisselement und dem gegen-schweisselement in verpackungsmaschinen.

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DE3880023T2 DE8888201032T DE3880023T DE3880023T2 DE 3880023 T2 DE3880023 T2 DE 3880023T2 DE 8888201032 T DE8888201032 T DE 8888201032T DE 3880023 T DE3880023 T DE 3880023T DE 3880023 T2 DE3880023 T2 DE 3880023T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Variieren des Abstandes zwischen einem Schweißelement und einem Gegenschweißelement von Verpackungsmaschinen.
  • In Verpackungsmaschinen für das automatische Verpacken von sequentiell zugeführten Produkten in einer kontinuierlichen Folie aus thermoplastischem Material, welche beispielsweise entsprechend oberhalb und/oder unterhalb der Produkte gefaltet wird, sodaß ein kontinuierliches rohrförmiges Element erhalten wird, ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche ein quer verlaufendes oberes Schweißelement und ein unteres Gegenschweißelement aufweist, um eine Reihe von Verpackungen herzustellen, welche die Produkte im thermoplastischen Material umschließen und voneinander trennen.
  • Eine derartige Vorrichtung ist in der FR-A-2297773 geoffenbart, wobei ein Schlitten alternierend in Bewegungsrichtung des Förderbandes bewegbar ist, auf welchem die zugeführten Produkte oberhalb der Folie aus thermoplastischem Material angeordnet werden, wobei ein oberes Schweißelement und ein unteres Gegenschweißelement vorgesehen sind, welche eine Schweißeinheit darstellen und relativ zum Material an einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und zu einer vertikalen hin und her gehenden Bewegung antreibbar sind.
  • Für eine derartige Schweißeinheit resulitiert durch Kombination der im wesentlichen horizontalen Bewegung des Schlittens mit der vertikalen hin und her gehenden Bewegung der Balken eine im wesentlichen elliptische Bewegungsbahn. Der relative Abstand zwischen den zwei Balken ist unabhängig von der Höhe der zu verpackenden Produkte fixiert, wobei weiters das Gegenschweißelement mehr oder weniger in einer vertikalen Richtung bewegbar ist.
  • Wenn daher einerseits eine Justierung durch eine Änderung der Position, an welcher das Gegenschweißelement seinen obersten Anschlagpunkt aufweist, vorgenommen werden kann, so ergibt sich andererseits hiebei ein entsprechendes Aufwärtsschieben des Schweißbalkens bestimmt wird, da der relative Abstand im Betrieb zwischen den zwei Balken in ihrer Ruheposition unverändert bleiben muß und entsprechend der Einstellung ausgeführt sein muß, wenn die Verpackungsmaschine hergestellt wird.
  • Eine derartige Anordnung beschränkt die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, insbesondere bei Vorhandensein von Produkten mit geringer Höhe, beträchtlich, da der tatsächliche Hub der Balken fixiert bleibt und immer seinen maximalen Wert aufweist.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine Änderung des maximalen Ausmaßes des Abstandes der Schweißeinheit bei variierenden Höhen der zu verpackenden Produkte ermöglicht, sodaß die größtmöglichen Verpackungsgeschwindigkeiten ausgenützt werden können, wobei gleichzeitig derartige Werte des Schweißdruckes zwischen dem Schweißbalken und dem Gegenschweißbalken sichergestellt werden können, um gleichzeitig das Schneiden und Schweißen des thermoplastischen Materials zu optimieren.
  • Diese und andere Ziele gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Schaffung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.
  • Konstruktive und funktionelle Merkmale sowie die Vorteile einer Vorrichtung für Verpackungsmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung werden besser aus der nachfolgenden, anhand eines Beispieles und zu nicht einschränkenden Zwecken erfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung ersichtlich werden, wobei: Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, wobei das Schweißelement und das Gegenschweißelement sich jeweils in ihrer geöffneten Position für ein zu verpackendes Produkt mit minimaler Höhe befinden; Figur 2 eine schematische Seitenansicht entsprechend der Figur 1 darstellt, wobei das Schweißelement und das Gegenschweißelement sich in der geöffneten Position befinden, wobei die Vorrichtung zur Handhabung eines zu verpackenden Produktes mit minimaler Höhe justiert ist; Figur 3 dieselbe Ansicht gemäß Figur 2 in der Schweißposition darstellt; und Figur 4 in einer zu Figur 2 entsprechenden Ansicht die Vorrichtung in einer Einstellung für die Handhabung eines Produktes mit beträchtlicher Höhe zeigt.
  • In einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Verpackungsmaschine werden zu verpackende Produkte, welche hintereinander in regelmäßigen Abständen angeordnet sind und von einem kontinuierlichen Film bzw. einer Folie aus Kunststoff und/oder thermoplastischem Material in einer schlauchförmigen Anordnung umhüllt sind, auf einem schematisch mit 11 bezeichneten Förderband zu einer an sich bekannten Schweißeinheit geführt, welche im wesentlichen von einem oberen Schweißelement 12 und einem unteren Gegenschweißelement 13 gebildet ist.
  • Bei der Schweißeinheit dieser Art sind das Schweißelement 12 und das Gegenschweißelement 13 vertikal hin und her bewegbar und von einem schematisch mit 14 bezeichneten Schlitten getragen, welcher zu einer im wesentlichen horizontalen hin und her gehenden Bewegung in einer Richtung parallel zur Richtung der Förderbandes 11 bewegbar ist. Derart kann die Schweißeinheit längs eines elliptischen Weges relativ zu dem die Produkte enthaltenden thermopastischen Material bewegt werden, sodaß diese Bewegung ergibt, daß das Schweißelement und das Gegenschweißelement die Zuführbewegung des Förderbandes begleiten, während sie ihren Hub einer gegenseitigen Annäherung durchführen. Darüberhinaus bewirkt diese Bewegung, daß das Schweißelement und das Gegenschweißelement vorübergehend in einer entsprechenden Position für eine ausreichend lange Zeit in Kontakt stehen, um sicherzustellen, daß das querverlaufende Schneiden und Schweißen der zwischenliegenden Folie vollkommen durchgeführt wird, wodurch das vordere und das hintere Ende der jeweils verpackten Produkte ausgebildet werden.
  • Die im wesentlichen horizontale hin und hergehende Bewegung des Schlittens wird in bekannter Art und Weise durchgeführt, wobei der Hub ebenfalls mit bekannten Steuereinrichtungen einstellbar ist.
  • Die vertikale hin und her gehende Bewegung der Schweißeinheit wird innerhalb einer vertikalen Führung 10 für den Rahmen 14 derart durchgeführt, daß das Schweißelement 12 und das Gegenschweißelement 13 derart angetrieben werden können, daß sie zwischen einer Ruheposition, voneinander entfernten Positionen und miteinander in Kontakt stehenden Positionen bewegbar sind.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bewegung beispielsweise über eine Welle 15 abgeleitet, welche mit zentralen Antriebsmitteln (in der Zeichnung nicht dargestellt) gekoppelt ist und zu einer kontinuierlichen Drehbewegung angetrieben ist und eine Einrichtung zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung, beispielsweise eine Umkehreinheit 16, antreibt, von welcher eine Welle 17 vorragt, auf welche die vorher beschriebene oszillierende Bewegung um einen konstanten Winkel übertragen wird.
  • Am Schlitten ist entsprechend dem Betriebsbereich der Schweißeinheit ein Satz von drei freilaufenden Rollen 18 angeordnet, sodaß das Förderband 18 derart abgelenkt wird, daß es nicht mit dem Schweißelement 12 und dem Gegenschweißelement 13 kollidiert. Die unterste Rolle bzw. Walze 18 bewirkt im Zusammenhang mit den zwei anderen Rollen 18, daß das Band 11 aus seiner Bewegungsebene abgelenkt wird und einen Freiraum ausbildet, in welchem der Schweißbalken 12 und der Gegenschweißbalken 13 bewegbar sind.
  • Eine Vorrichtung zur Änderung des Ausmaßes des Abstandes zwischen dem Schweißelement und dem Gegenschweißelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Schweißeinheit und der die oszillierende Bewegung bewirkenden Welle 17 angeordnet.
  • Im Detail ist diese Vorrichtung von einem Hebel und Gegenwellen gebildet, um die vertikale hin und her gehende oszillierende Bewegung auf die Schweißeinheit längs eines variablen Hubes bei unterschiedlichen Höhen der zu verpackenden Produkte zu übertragen.
  • An der Welle 17 ist ein Supportlement 19 festgelegt, welches eine allgemein mit 20 bezeichnete Justiereinheit abstützt.
  • Die erste Justier- und Kontrolleinheit 20 umfaßt ein Paar von Führungsbolzen 21, auf welchen ein Querglied 22 gleitet, welches durch eine Spindel bewegbar ist, welche von der parallel zu den Führungsbolzen 21 sich erstreckenden Schraube 23 und einer innerhalb des Quergliedes 22 angeordneten Mutter 24 gebildet ist, wobei die Schraube 23 mit Hilfe eines an einem oberen Element, welches an den Führungsbolzen 21 dieser Justiereinheit 20 festgelegt ist, angeordneten Handrades 25 betätigbar ist.
  • Einander gegenüberliegende Enden des Quergliedes 22 tragen Gelenkbolzen 26 und 27, welche sich längs der Achse des Quergliedes 22 nach außen erstrecken, welches parallel und exzentrisch relativ zur Schwenkachse der Welle 17 angeordnet ist, und welche als Antrieb für eine erste Stange 28 und eine zweite Stange 29 dienen.
  • An ihrem anderen Ende sind die erste Stange 28 und die zweite Stange 29 bei 30 bzw. 31 an einem ersten Winkelhebel 32 bzw. einem zweiten Winkelhebel 33 gelenkig festgelegt, welcher von einer Zwischengegenwelle 34 getragen ist.
  • Der erste Winkelhebel 32 ist an der Zwischenwelle 34 aufgekeilt, während der zweite Winkelhebel 33 an derselben Welle 34 unter Zwischenschaltung eines frei drehbaren Supportelementes angeordnet ist, wodurch ermöglicht wird, daß der Winkelhebel 33 und die Welle 34 relativ zueinander, beispielsweise in einem Kugellager 35, bewegbar sind.
  • An den jeweiligen freien Enden des ersten Winkelhebels 32 und des zweiten Winkelhebels 33 sind bei 36 bzw. 37 eine dritte Stange 38 und eine vierte Stange 39 gelenkig festgelegt, wobei die dritte Stange 38 darüberhinaus mit elastischen Kompensationsmitteln 40 für die Einstellung des zwischen dem Schweißelement 12 und dem Gegenschweißelement 13 ausgeübten Druckes ausgebildet ist, welche bei 42 an der dritten Stange 38 bzw. bei 41 an der vierten Stange 39 gelenkig festgelegt sind.
  • Die Zwischenwelle 34 ist rotierbar in Supportelementen 43 gelagert, welche mit einer zweiten Justier- und Kontrolleinheit verbunden ausgebildet sind, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet ist.
  • Die zweite Justier- und Kontrolleinheit 44 ist der ersten Justier- und Kontrolleinheit 20 ähnlich.
  • Tatsächlich ist in einer Ausführungsform eines praktischen Beispieles diese von einem Querglied 45 gebildet, mit welchem die Drehsupportelemente 43 einstückig bzw. verbunden ausgebildet sind, wobei das Querglied 45 gleitend von einem Paar von Führungsbolzen 46 geführt ist, welche mit dem Maschinenrahmen verbunden bzw. einstückig ausgebildet sind. Der Antrieb für ein Verschieben des Quergliedes 45 wird von einem Spindeltrieb gebildet, welcher von der zu den Führungsbolzen 46 parallel angeordneten Schraube 47 und einer in dem Querglied 45 angeordneten Mutter 48 gebildet ist.
  • Ein Ende der mit den Schraubenwindungen 47 ausgebildeten Welle wird zu einer Drehbewegung mit Hilfe eines mit einem handbetriebenen Handrad 50 gekoppelten Kegelradantriebes 49 angetrieben, wodurch ermöglicht wird, daß die Gegenwelle 34 bzw. genauer die beiden Drehsupportelemente 43 ihre Justierbewegungen durchführen.
  • Einstückig mit dem Querglied 22 der ersten Justierkontrolleinheit 20 und direkt mit der Gegenwelle 34 der zweiten Justierkontrolleinheit 44 sind mit Zeigern versehene Anzeigemittel 51 und 52 gemeinsam mit unterteilten Skalen 53 und 54 vorgesehen, welche den Verschiebebewegungen des Quergliedes 22 und der Zwischenwelle 34 entsprechen, welche durchgeführt werden müssen, wenn das zu verpackende Produkt eine gewisse Höhe H aufweist.
  • In den Figuren sind für die Höhe H eines zu verpackenden Produktes Werte zwischen 0 und 100 mm angegeben, wobei diese Werte keinerlei einschränkenden Charakter haben und lediglich beispielhaft für die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben sind.
  • Dasselbe gilt für den Oszillationswinkel "β" der Welle 17, welcher in dem dargestellten Beispiel einen vorbestimmten und konstanten Wert von etwa 30º aufweist, welcher jedoch jeden anderen beliebigen und vorteilhaften Wert aufweisen kann, welcher für die Ausübung der hin und her gehenden Bewegung der Schweißeinheit wünschenswert ist.
  • Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist leicht auf der Basis einer Betrachtung der beigeschlossenen Zeichnungen verständlich. Für ein zu verpackendes Produkt mit einer relativ geringen Höhe betätigt ein Bedienender ausgehend von der in Figur 1 dargestellten Position die zweite Justier- und Kontrolleinheit und dreht das Handrad 50, bis der Zeiger 52 die Höhe des vorgewählten, zu verpackenden Produktes erreicht, wie dies auf der Skala 54 angegeben ist.
  • Dabei wird, wie dies ersichtlich ist, durch die Aufwärtsbewegung der Zwischenwelle 34 durch die erste Stange 28 bewirkt, daß diese Zwischenwelle 34 entgegen dem Uhrzeigersinn, bei einer Betrachtung der Figur 1 von vorne bewegt wird, wodurch aufgrund des Vorhandenseins des ersten Winkelhebels 32 durch die dritte Stange 38 bewirkt wird, daß das Schweißelement 12 sich nach unten bewegt. Gleichzeitig bewirkt das Vorhandensein der zweiten Stange 29, des zweiten Winkelhebels 33 und des Lagers 35 und schließlich der dritten Stange 39 ebenfalls durch eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn, daß das Gegenschweißelement 13 vorübergehend nach abwärts bewegt wird.
  • Das Bedienungspersonal bedient hierauf in identischer Weise die erste Justierkontrolle 20, wobei das Querglied 22 solange abwärts bewegt wird, bis der Zeiger 51 die vorgewählte Höhe auf der Skala 53 erreicht. Derart wird die Exzentrizität der Gelenkpunkte 26 und 27 verändert und der Winkel wird größer, über welchen sich die Welle 17 über den vorbestimmten und konstanten Winkel "β" bewegt. Die durch die erste Stange 28, den ersten Winkelhebel 32 und die dritte Stange 38 durchgeführte Bewegung bewirkt eine Verschwenkung der Zwischenwelle 34 im Uhrzeigersinn, wodurch das Schweißelement 12 aufwärts bewegt wird. Gleichzeitig bewirkt das Vorhandensein der zweiten Stange 29, des zweiten Winkelhebels 33, des Lagers 35 und schließlich der vierten Stange 39 ebenfalls durch die Bewegung im Uhrzeigersinn eine Aufwärtsbewegung des Gegenschweißelementes 13.
  • Dadurch wird die Vorrichtung, wie in Figur 2 dargestellt, positioniert, und die Ebene für ein Verschweißen und Schneiden befindet sich somit in einem Abstand von H/2 oberhalb der Ebene des Förderbandes (siehe Figur 3).
  • Daraus resultiert, daß die Querverschweißung in einer Höhe erfolgt, welche der halben Höhe des zu verpackenden Produktes entspricht, wobei der Verbrauch an Kunststoffmaterial minimiert wird, und eine ästhetische und korrekt durchgeführte Verpackung erhalten wird. Gleichzeitig resultiert, daß das Schweißelement 12 und das Gegenschweißelement 13 so positioniert sind, daß die für die Durchführung des Betriebshubes erforderliche Zeit minimiert wird, sodaß ermöglicht wird, daß die Verpackungsmaschine mit sehr hohen Verpackungsgeschwindigkeiten vor allem in Vergleich mit Geschwindigkeiten betrieben werden kann, welche gemäß dem bekannten Stand der Technik erzielbar sind.
  • Figur 2 zeigt, daß der Hub und der Abstand zwischen dem Schweißelement und dem Gegenschweißelement auf das unbedingt erforderliche Minimum reduziert sind.
  • Bei Betrachtung von Figur 4 ist ersichtlich, daß für den Fall von zu verpackenden Produkten mit beträchtlicher Höhe durch ein Betätigen der bei den Justier- und Kontrolleinheiten 20 bzw. 44 im oben beschriebenen Sinn der Bogen, über welchen die Gelenkpunkte 26 und 27 entsprechend dem konstanten Winkel "β" laufen, und somit der Abstand zwischen dem Schweißelement und dem Gegenschweißelement vergrößert ist, woraus resultiert, daß bei Ermöglichung eines Verpackungsvorganges eines Produktes beträchtlicher Höhe zur selben Zeit jegliche Totzeiten minimiert worden sind.
  • In beiden Fällen, und zwar sowohl für den Fall von normalerweise niedrigen Produkten als auch für den Fall von normalerweise hohen Produkten, hält das Vorhandensein der zwei Justier- und Kontrolleinheiten 20 und 44 sowie der Kompensationsmittel 40 die Druckwerte zwischen dem Schweißelement und dem Gegenschweißelement bei unterschiedlichen Schweißhöhen H und unterschiedlichen Amplituden des Abstandes zwischen den beiden Elementen unverändert aufrecht.
  • Weiters ist ersichtlich, daß bei zunehmender Höhe H des zu verpackenden Produktes das Gegenschweißelement in Richtung zur Ebene des Förderbandes 11 bewegt wird, während das Schweißelement in einer Höhe geringfügig über der maximalen Höhe des Produktes angeordnet wird, um eine Kollision mit diesem zu vermeiden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Variieren des Abstandes zwischen den oberen (12) und unteren (13) Gegen-Schweiß und Schneidelementen einer Verpackungsmaschine, bei welcher die zu verpackenden Produkte hintereinander auf einem Förderband (11) angeordnet sind und in einer kontinuierlichen schlauchartigen Folie aus Kunststoff eingehüllt sind, wobei die Vorrichtung einen Schlitten (14), welcher zu einer horizontalen hin- und hergehenden Bewegung in Transportrichtung des Förderbandes (11) angetrieben ist, eine Schweiß- und Schneideinheit, welche von oberen und unteren Gegen-Schweiß- und Schneidelementen (12,13) gebildet ist, welche an jeweils relativ zur schlauchförmigen Folie entgegengesetzten Seiten am Schlitten (14) angeordnet sind und in vertikaler Richtung zueinander bewegbar sind, um einen temporären Verbindungsvorgang der Schweiß- und Schneidelemente mit der zwischen diesen gehaltenen Kunststoffolie durchzuführen, und Mittel (18) umfaßt, um lokal das Förderband nach unten und um das Gegen-Schweiß- und Schneidelement (13) entsprechend der horizontal hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens abzulenken, um zu verhindern, daß das Förderband (11) durch den Zwischenraum zwischen den Schweißund Gegen-Schweiß- und Schneidelementen läuft, wobei Antriebsmittel (15,16) für die kontinuierliche, oszillierende und vertikal hin- und hergehende Bewegung sowie eine Justiereinheit (20) vorgesehen sind, um die Außerbetrieb-Endstellungen der Schweiß- und Gegen-Schweiß- und Schneidelemente einzustellen, wobei weiters eine zweite Justiereinheit (44) zur Einstellung der vertikalen Position einer zwischenliegenden gemeinsamen Gegenwelle (34) der Verbindungen (29,33,39;28,32,38) vorgesehen ist, welche die erste Justiereinheit (20) mit den Schweiß- und Gegen-Schweiß und Schneidelementen verbinden, um die Betriebsstellungen der Schweiß- und Schneidelemente in Übereinstimmung mit der dazwischenliegenden Höhenposition des Produktes am Förderband zu verschieben, wobei die Verbindungen eine erste Stange (28) und eine zweite Stange (29) umfassen, wobei beide Stangen (28,29) gelenkig an einem ihrer Enden an der ersten Justiereinheit (20) mit den die vertikale, oszillierende Bewegung liefernden Antriebsmitteln (15,16) und an ihren anderen Enden mit einem ersten Winkelhebel (32) bzw. einem zweiten Winkelhebel (33) verbunden sind, welche an der zwischenliegenden Gegenwelle (34) festgelegt sind, wobei der erste Winkelhebel (32) und der zweite Winkelhebel (33) gelenkig an ihren anderen Enden eine dritte Stange (38) und eine vierte Stange (39) tragen, welche wiederum gelenkig mit den Schweiß- und Gegen-Schweiß und Schneidelementen verbunden sind, wobei die zwischenliegende Gegenwelle (34) drehbar an der zweiten Justiereinheit (44) abgestützt ist, der erste Winkelhebel (32) auf die zwischenliegende Gegenwelle (34) aufgekeilt ist und der zweite Winkelhebel (33) an einem frei auf der zwischenliegenden Gegenwelle (34) angeordneten, drehbaren Supportelement (35) positioniert ist, wobei der ersten Winkelhebel (32) und der zweite Winkelhebel (33) in entgegengesetzte Richtungen schwenkbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Justiereinheit (20) an einer Welle (17) positioniert ist, welche von den Antriebsmitteln (15,16) vorragt, welche die oszillierende Bewegung für die Variation der exzentrischen Position der Verbindungen (29,33,39;28,32,38) liefern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die oszillierende Bewegung liefernden Antriebsmittel von einer Welle (17) gebildet sind, welche von einer Umkehreinheit (16) vorragt, welche mit einer vorbestimmten oszillierenden Bewegung mit konstantem Winkel ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Justiereinheit (20) im wesentlichen ein Querglied (22) umfaßt, welches gleitend durch Führungsbolzen (21) geführt und durch eine Spindel-Kupplung (23,24) bewegbar ist, wobei das Querglied (22) drehbare Verbindungselemente (26,27) trägt, welche die Verbindungen (29,33,39;28,32,38) mit den die oszillierende Bewegung liefernden Antriebsmittel (15,16) verbindet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Justiereinheit (20) und die zweite Justiereinheit (44) wenigstens einen Zeiger (51,52) und eine entsprechende unterteilte Skala (53,54) umfassen.
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