Die Erfindung bezieht sich auf eine Stapel- und Verpackungsmaschine
für Einzelstücke wie Kleinbackwaren und dergleichen,
insbesondere tiefgefrorene Brezeln, gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Die Maschine ist prinzipiell bei allen nicht zu großen Teilen
einsetzbar, vorzugsweise gut stapelbaren flachen Teilen. Das
Material kann beliebig, beispielsweise Kunststoff oder Metall sein.
Insbesondere soll damit das Stapeln einzelner eingefrorener
Brezeln oder dergleichen und das Einfüllen in eine gemeinsame
Tüte vereinfacht werden. Diese Kleinbackwaren werden bisher
einzeln auf einem flachen Tablett oder durch einen Durchlauf
froster in einer Tiefkühleinrichtung in kürzester Zeit eingefroren
und dann von Hand in Tüten eingefüllt, wobei sie in diesem
Zustand für die endgültige Lagerung in einen Tiefkühlschrank
oder dergleichen gelagert werden können, um im Bedarfsfall
wieder herausgenommen werden zu können.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Stapel- und
Verpackungsmaschine der eingangs eingeführten Art zu schaffen,
die ein vollautomatisches Einfüllen der einzelnen Teile, insbeson
dere Kleinbackwaren, nach vorheriger automatischer Stapelung
ermöglicht. Insbesondere soll ein kontinuierlicher Betrieb ermög
licht werden und ein automatisches Umschalten auf einen neuen
Stapelvorgang nach Stapelung und Einfüllung der gewünschten
Teile in eine Tüte.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Zur Vereinfachung wird zur Aufzählung der vielen unterschiedlichen
Merkmale auf die Ansprüche bezug genommen. Vorgesehen
sind im wesentlichen eine Stapelplatte für die Einzelstücke, eine Zufuhrbahn und eine Ablageeinrichtung der Einzelstücke, sowie
eine vertikale Bewegungseinrichtung für die im Einsatz befindliche
Stapelplatte über eine entsprechende Lagerung, um jeweils eine
geringe Ablagehöhe für jedes Teil zu erreichen etc.
Nach Erreichen der gewünschten Anzahl der gestapelten Stücke
kann die Stapelplatte vorzugsweise seitlich ausschwenken, wodurch
der ganze Stapel in eine darunterliegende Tüte fallen kann. Der
Schwenkwinkel beträgt vorzugsweise 180°, wobei wechselseitig eine
zweite gegenüber angeordnete Stapelplatte in eine obere Stapel-An
fangsstellung eingeschwenkt werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführung erzeugt sich diese Maschine
auch die Tüten selbst aus einer auf einer Folienrolle befindlichen
und vorzugsweise automatisch maschinell abrollbaren Kunststoff
bahn, Papierbahn oder dergleichen. Diese Bahn kann um ein Rohr
gewickelt, abgeschnitten und die beiden Kanten können miteinander
verbunden werden, beispielsweise miteinander verschweißt
werden.
Für den Betrieb ist eine einfache Steuerung sinnvoll und
ausreichend, welche zum einen Stück für Stück übereinander auf
der Stapelplatte ablegt und nach dem Erreichen der gewünschten
gestapelten Einstücke durch einen Schwenkvorgang das Einfüllen
in die darunter angeordnete Tüte bewirkt und einen neuen
Stapelvorgang auslöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Gesamtschema der Maschine mit Zufuhreinrichtung,
Ablageeinrichtung, Stapelvorrichtung und Lageeinrichtung
sowie schematische Steuereinrichtung,
Fig. 2 Einzelheiten der Maschine unter Weglassen der Zufuhrbahn
und Ablagevorrichtung, jedoch mit Schwenkeinrichtung,
Fig. 3 die Anordnung für die Halterung und Herstellung der Tüte,
Fig. 3a die Anordnung von Fig. 3 in einer nachfolgenden Phase,
Fig. 4 eine andere, einfachere Halterung für fertige Tüten,
Fig. 4a die Halterung von Fig. 4 in einer nachfolgenden Phase.
In der Zeichnung werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Gemäß Fig. 1 werden von links die einzelnen Teile 11,
hier tiefgefrorene einzelne Brezeln, über eine Förderbahn in Form
eines angetriebenen Förderbandes 20 in Pfeilrichtung der Stapel-
und Verpackungsmaschine zugeführt. Die Zuführbahn 20 für die
einzelnen Teile 11 übergibt diese an die Ablagevorrichtung 21,
die ebenfalls aus einem Förderband oder dergl. bestehen kann,
dessen hintere Achse vorzugsweise angetrieben ist. Um die Ablage
auszulösen, stoßen die einzelnen Stücke 11 am vorderen, rechts
dargestellten Ende auf ein Auslöseblech 27, das den Ablagemecha
nismus auslöst, wobei es beispielsweise durch das Schwenken
einen entsprechenden Schaltkontakt auslöst. Stattdessen könnte
auch eine Lichtschranke oder dergleichen eingesetzt werden. Die
Ablage erfolgt durch das Zurückziehen der rechten Vorderkante
des Förderbandes, so daß das Stück 11 beispielsweise die Brezel,
in einer im wesentlichen horizontalen Stellung auf die darunter
angeordnete Stapelplatte 1 fällt. Das Zurückziehen wird gemäß
Fig. 1 durch eine Hydraulik oder Pneumatik 26 ausgelöst, die auf
die Achse einer weiteren zurückziehbaren Lagerung 23 am
Untertrum des Förderbandes 25 einwirkt, wobei noch eine weitere
ortsfeste Lagerung 24 vorhanden ist. Das Förderband 25 ist somit
durch zwei ortsfeste und zwei zurückziehbare Lager geführt und
dadurch stets gespannt. Nach dem Ablegen eines vorne angekom
menen Teiles 11 schiebt die Hydraulik oder Pneumatik 26 des
Rückziehteiles die bewegliche Rollenlagerung 23 wieder nach vorne
rechts bis das nächste Teil 11 das Auslöseblech 27 berührt.
Das Zurückziehen der Lagerung 23, um ein Herunterfallen des
vorne am Auslöseblech 27 anstoßenden Einzelstückes auszulösen, oder
des eine Lichtschraube durchlaufenden Einzelstückes oder dergleichen
wird durch ein Auslösesignal des am Auslöseblech 27 oder
dergleichen angeordneten Schaltkontaktes ausgelöst. Dieses Auslö
sesignal wird gleichzeitig einer Zählschaltung 50 zugeführt, die
bei Erreichen der einstellbaren Zahl von zu stapelnden Einzel
stücken 11 an eine Wechselsteuerung 45 ein Wechselsignal zum
alternativen Schwenken der gegenüberliegenden Drehlager 77 um
180° liefert. Das Schwenken kann aber aufgrund einer UND-
Steuerung oder dergleichen erst erfolgen, wenn zusätzlich von
einem Endschalter 4 eventuell über eine weitere Steuerung 5 der
Wechselsteuerung 45 ein Stapelendsignal zugeführt wird, wobei der
Schaltkontakt in der obersten Stellung der nicht betriebenen
Stapelplatte 1′ bzw. der untersten Stellung der Betriebs-
Stapelplatte 1 ausgelöst wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dieses
oder ein von der Zählschaltung 50 erzeugtes Signal dem Antrieb 6
für die Kette 3 zugeführt, um den Kettenantrieb für die
Schwenkzeit anzuhalten und ihn danach wieder aufzunehmen. Der
Kettenantrieb ist so ausgelegt, daß die Stapelplatte 1, 1′ bei der
niedrigsten einstellbaren Stapelzahl, z. B. 19 Stück, bereits in der
untersten bzw. obersten Stellung ist und bis zum Erreichen der
maximalen Stapelzahl, z. B. 28, dort verharrt. Das in dieser Phase
entstehende Herabfallen der Einzelstücke aus etwas größerer Höhe
ist akzeptabel.
Eine erste Stapelplatte 1 steht zu Beginn des Stapelvorganges in
ihrer obersten Stellung. Über eine Lagerung 2 ist sie an einer in
Pfeilrichtung nach unten antreibbaren Kette 3 befestigt. An der
gegenüberliegenden Seite der Kette 3 ist in einer unteren
Endstellung, d. h. um 180° versetzt sich gegenüberliegend, eine
zweite Stapelplatte 1′ über eine entsprechende Lagerung 2′
angeordnet, die in gleicher Weise nach oben bewegt wird, wie
sich die Lagerung 2 mit der links angeordneten Stapelplatte 1
während des Stapelvorganges nach unten bewegt. Die Stapelplatte
1 ist von einem Schutzrohr 31 umgeben, damit die einzelnen Teile
einen festen seitlichen Halt haben und auch bei Rüttelbewegungen
nicht von der Stapelplatte 1 herunterfallen können. Damit eine
Vertikalbewegung der Stapelplatte 1 möglich ist, hat dieses
Stapelrohr 31 an der Seite der Kette 3 einen inneren vertikalen
Schlitz 32.
Wie weiter unten in Zusammenhang mit Fig. 2 näher erörtert
wird, hat das Stapelrohr 31 weiterhin einen unteren horizontalen
Schlitz 33 und einen oberen horizontalen Schlitz 34.
Wie ebenfalls weiter in Zusammenhang mit Fig. 2 erörtert wird,
ist rechts ein Endschalter mit einem entsprechenden Schaltkontakt
4 vorgesehen, der ein Schaltsignal an eine Steuerung 5 liefert.
Fig. 2 zeigt zum einen mehr im Detail die Lagerung der Kette 3,
die über ein angetriebenes unteres Rollenlager 6′ und ein oberes
Rollenlager 6 vertikal angetrieben wird. Die Rollenlager 6 und 6′
sind in entsprechenden Drehlagern 7 und 7′ drehbar gelagert und
können aufgrund eines zugeordneten oberen und unteren Schwenk
antriebes 8 und 8′ ruckartig um 180° geschwenkt werden. Dadurch
ergibt sich ein Wechsel der beiden Stapelplatten, wobei die untere
Stapelplatte 1 nach Beendigung um 180° nach rechts und die obere
Stapelplatte 1′ um 180° nach links bzw. abwechselnd umgekehrt in
den horizontalen Schlitz 34 geschwenkt wird und ein neuer
Stapelvorgang beginnen kann.
Gesteuert wird dieser Vorgang durch einen Endschalter 4 mit
Schaltkontakt 17, der bei der Ankunft der rechten, nicht in
Betrieb befindlichen Stapelplatte 1′ einen Schaltkontakt schließt
und ein sprechendes Schwenkbereitschafts-Schaltsignal an eine
Steuerung 5 und die Wechselsteuerung 45 liefert. Wenn die
eingestellte Stückzahl erreicht ist, löst dieses Signal gemeinsam
mit einem von der Zählschaltung 50 gelieferten Wechselsignal den
Schwenkmechanismus an den Schwenkantrieben 8 und 8′ und einen
Stapelvorgang aus. Gleichzeitig wird auch der Antrieb der Kette 3
in geeigneter Weise gesteuert, die während des Schwenkens
angehalten werden muß. Der Antrieb für die Vertikalbewegung der
Stapelplatte 1, 1′ wird bei dieser Schwenkbewegung ausgekuppelt,
um eine Vertikalverschiebung zu vermeiden.
Fig. 3 zeigt die Halterung für die Tüte 12 unterhalb des
Stapelrohres 31. Von einer Folienrolle 14 wird eine Folienbahn 13
über Rollen geführt und um die Halterung in Form des Halterohres
10 gewickelt. Wenn dieses Halterohr 10 vollständig umwickelt ist,
löst eine nicht gezeigte senkrechte Messer-Schneidevorrichtung das
Abschneiden der Folie unter Herabsenken des Messers aus.
Anschließend wird ein Verbindemechanismus ausgelöst, vor
zugsweise durch waagerechtes Heranführen einer Schweißvorrichtung
43 für die beiden Seitenkanten der Folie. Desgleichen wird die
untere zylindrische Öffnung miteinander zu einem Boden verbunden,
beispielsweise verschweißt. Dann wird die fertige Tüte
abgeschnitten. Dies kann durch unten angeordnete zusammenwirkende
horizontale Schweiß- und Schneidebalken 46, 47 geschehen,
die beim Flachpressen des rohrförmigen Folienendes dieses
verschweißen und abschneiden. Die Zufuhr der Folienbahn 13
unterbleibt bis zum Einleiten eines neuen Stapelvorganges nach
dem Füllen und Wegführen der vollen Tüten nach unten. Außer
Plastikfolien können selbstverständlich auch Papierrollen verwendet
werden, deren Kanten in geeigneter Weise miteinander verbunden,
z. B. verklebt, werden.
Ein Hebemechanismus 15 kann einen Stempel 16 von unten in die
rohrförmige Haltevorrichtung 10 stülpen, der hydraulisch oder
pneumatisch über eine Steuerung betätigt werden kann.
Das Stülpen des Stempels 16 in das Rohrinnere hat zur Folge, daß
der Stapel nach dem ruckartigen Ausschwenken der Stapelplatte 1
in der untersten Stellung nicht aus einer erheblichen Höhe nach
unten fallen und evtl. zerbrechen kann, sondern daß er weich
aufgefangen wird. Anschließend wird der Stempel 16 nach unten
geführt, die volle Tüte kann abgenommen werden, nachdem sie
gegebenenfalls oben verschweißt wurde. Danach kann das
Aufwickeln einer neuen Tüte 12 etc. beginnen. Selbstverständlich
kann die Halterung auch eine bereits fertige Tüte aufnehmen, die
dann am unteren Ende des Stapelrohres 31 befestigt werden kann.
Der Antrieb und das Umwickeln der Halterung der Tüte 12 in Form
eines Halterohres 10 geschieht mit Hilfe eines allgemein mit 13A
bezeichneten Antriebs, der aus zwei angetriebenen vertikal am
Halterohr 10 gegenüber angeordneten Förderbändern 41, 42 besteht,
durch welche die Folienbahn 13 geführt und um das Halterohr 10
umwickelt wird.
Unterhalb des Halterohres 16 ist eine Hydraulik oder Pneumatik 15
angeordnet, die einen Stempel 16 in das Innere des Halterohres 10
nach oben schieben kann, wobei auch die ganze Tüte an der
Innenwand des Halterohres 16 nach oben bis zum oberen Ende
gestülpt wird.
Während Fig. 3 den Zustand vor dem Einführen des Stempels 16
zeigt, stellt Fig. 3a die obere Endstellung des Stempels 16 dar.
Fig. 4 zeigt eine einfachere Anordnung des Befüllens der Tüte 12
in Form eines Plastikbeutels, die einfach am unteren Ende des
Stapelrohres 31 angeklemmt wird. Der Stempel 16 des Hebemecha
nismus 15 hebt hierbei ohne Stülpvorgang den Boden der Tüte 12
nach oben und senkt ihn nach dem Ausschwenken der Stapelplatte
1, 1′ wieder ab.