DE4216340A1 - Vorrichtung zum gesteuerten schweissen von umhuellungen aus thermoplastischem material, insbesondere an umwickelmaschinen von zigarettenpaeckchen und aehnlichem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum ge­ steuerten Schweißen von Umhüllungen aus thermoplasti­ schem Material, insbesondere an Umwickelmaschinen von Zi­ garettenpäckchen und ähnlichem.

Insbesondere hat die vorliegende Erfindung eine Vorrich­ tung zum Gegenstand, um das gesteuerte Schweißen der Kopfseiten dieser Umhüllungen auszuführen.

Die augenblicklichen Vorrichtungen zum gesteuerten Schweißen bestehen aus einem Paar geheizter Platten, die an den sich gegenüberliegenden Seiten eines Förderbandes angeordnet sind, welches dazu dient, die einzeln in die jeweiligen Umhüllungen eingewickelten Produkte weiterzu­ leiten. Die Platten werden schrittweise bewegt und führen dabei einen Vorlauf im Kontakt mit den Kopfseiten der Um­ hüllungen aus sowie einen Rücklauf in entgegengesetzter Richtung.

Bei den betreffenden Vorrichtungen ist es unbedingt not­ wendig, die Kontaktzeit der genannten Platten mit den Kopfseiten der Umhüllungen variieren zu können, da das letztere bildende thermoplastische Material bei jeder be­ liebigen Maschinengeschwindigkeit eine bestimmte Tempe­ ratur erreichen muß und diese nicht überschreiten darf.

Dieser Zweck wird normalerweise erreicht, in dem den ge­ nannten Platten eine nicht regulierbare Energiequelle zu­ geordnet wird, beispielsweise ein oder mehrere elektri­ sche Widerstände, und indem vorgesehen ist, genau die Kontaktzeit zwischen den Platten und den Kopfseiten der Umhüllung auf verschiedene Arten festzulegen.

Da keine der Konfektioniermaschinen je mit einer konstan­ ten Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, ergibt sich von selbst, daß die Kontaktzeiten zwischen den Platten und den Kopfseiten den verschiedenen Betriebsgeschwindigkei­ ten der Maschine selbst entsprechen müßten.

In der Italienischen Patentanmeldung Nr. 3438A/74 ist zum Beispiel vorgesehen, die Dauer des Verbleibs der Platten im Kontakt mit den Kopfseiten der Umhüllungen durch ein einziges Nockenelement zu bestimmen, das mit zwei oder mehreren Bahnen versehen ist, in denen sich eine kinema­ tisch mit den Platten verbundene Rolle bewegt.

Die so ausgelegte Schweißvorrichtung hat sich im Laufe der Zeit als leistungsfähig und genau erwiesen, hat jedoch eine sehr geringe Flexibilität gezeigt, da eine Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit einen Austausch des Nockenelementes erforderlich machte, und dies mit offensichtlichen Nachteilen verbunden.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, eine Schweiß­ vorrichtung herzustellen, die ausgesprochen flexibel und auf die Dauer zuverlässig ist.

Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum gesteuerten Schweißen von Umhüllungen aus thermoplasti­ schem Material hergestellt, insbesondere an Umwickelma­ schinen von Zigarettenpäckchen oder ähnlichem, versehen mit einem Bandförderer, der um wenigstens eine Rolle läuft und mit einer Anzahl von quer angeordneten Erhebun­ gen versehen ist, und zwar zum positiven Vorschub der Produkte, die den entsprechenden Umhüllungen umwickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei zueinander koaxial angeordnete Scheiben enthält, die jeweils aus we­ nigstens einem Paar von kreisförmigen, konzentrischen Kränzen bestehen, welche sich synchron mit der genannten Rolle drehen und voneinander wärmeisoliert sind; wobei die genannten Scheiben an den sich gegenüberliegenden Seiten des genannten Bandes und mit einem, mit geheizten Schweißmitteln versehenem Kranz so angeordnet sind, daß sie in Zusammenarbeit mit dem genannten Förderer die Ent­ nahme der von den entsprechenden Umhüllungen umwickelten Produkte von letzterem selbst bewirken; daß die genann­ ten geheizten Schweißmittel an den sich gegenüberliegen­ den Flächen des genannten Kranzes zur Entnahme vorgesehen und dazu bestimmt sind, mit wenigstens dem Bereich der Umhüllung des Produktes in Kontakt zu kommen, der während des Mitnehmens letzteres durch den Kranz selbst ver­ schweißt werden soll und wobei zwischen den genannten Scheiben eine Ableitpfanne eingesetzt ist, die winkel­ mäßig um eine Achse je nach der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine positionierbar gehalten wird und dazu dient, die von den entsprechenden Umhüllungen umgebenen Produkte bis zwischen die Kränze ohne Schweißmittel zu leiten, so daß die Schweißdauer unabhängig von der genannten Be­ triebsgeschwindigkeit unverändert bleibt.

Die genannten Scheiben haben entlang der gemeinsamen Achse einen Abstand voneinander um eine Länge, die das Aufnehmen der in die entsprechenden Umhüllungen gewickel­ ten Produkte ermöglicht, um diese mitzunehmen.

Die genannten internen Kränze sind mit zu heizenden Schweißmitteln versehen, die dazu bestimmt sind, wenig­ stens mit dem zu schweißenden Bereich der Umhüllung des Produktes in Kontakt zu gelangen. Zwischen den genannten Scheiben ist eine Ableitpfanne eingesetzt, einstellbar getragen und winkelmäßig um die Achse der genannten Scheibe je nach der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine positionierbar, die dazu dient, die in die entsprechenden Umhüllungen gewickelten Produkte abzuleiten, bis diese die äußeren, nicht geheizten Kränze erreichen, so daß die Schweißdauer unverändert bleibt, unabhängig von der genannten Betriebsgeschwindigkeit.

Die vorliegende Erfindung wird nun rein als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen be­ schrieben, von denen

Abb. 1 schematisch eine Frontalansicht von einer nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Vor­ richtung zeigt, bei der einige Teil im Schnitt dargestellt und andere abgenommen sind, um wieder andere besser hervorzuheben;

Abb. 2 zeigt in verkleinerter Form einen Schnitt nach der Linie II-II der Vorrichtung aus Abb. 1.

In der Abb. 2 wird eine Vorrichtung 1 zum gesteuer­ ten Schweißen von Umhüllungen aus thermoplastischem Ma­ terial dargestellt, die insbesondere bei Konfektionier- oder Umwickelmaschinen für im wesentlichen parallelflache Produkte wie zum Beispiel Zigarettenpäckchen und ähnli­ ches anzuwenden ist, die am Ausgang einen Bandförderer 2 enthalten.

Nach dem was auch in der Abb. 1 dargestellt ist, enthält der Bandförderer 2 ein Band 21, das um wenigstens eine Rolle 3 läuft und mit einer Anzahl von quer angeord­ neten Erhebungen 4 versehen ist, welche die Aufgabe ha­ ben, auf positive Weise die Produkte 5 vorzuschieben. Beiderseitig von dem Band 21 sind zwei Lamellen 15 zum Halten der gefalteten Kopfseiten der Umhüllungen 6 an den jeweiligen Produkten 5 vorgesehen, bis diese die Schweiß­ vorrichtung 1 erreichen. Der genannte Faltvorgang wird vorher durch bekannte und hier nicht gezeigte Mittel aus­ geführt.

Die Schweißvorrichtung 1 enthält ein Paar von Scheiben 7, die beiderseitig der Rolle 3 und koaxial zu dieser an­ geordnet sind. Diese Scheiben 7 bewegen sich synchron mit dem Bandförderer 2, und jede Scheibe 7 besteht aus zwei konzentrischen Kränzen 8, 9, von denen der interne der Wirkung von beheizten Schweißmitteln 10 unterliegt, die in Abb. 1 in Form von einem elektrischen Widerstand dargestellt sind, welcher über ein Paar von Schleifkon­ takten 18 bekannter Art an eine elektrische Energiequelle angeschlossen ist.

Die Kränze 8 und 9 sind thermisch voneinander isoliert, beispielsweise durch das Zwischensetzen einer Schicht 24 von wärmeisolierendem Material, so daß die äußeren Kränze 9 in keiner Weise der Heizwirkung der Widerstände 10 unterliegen.

Zwischen den Scheiben 7 ist eine Ableitpfanne 11 angeord­ net, die sich in Übereinstimmung mit der Vorschubrichtung des Bandes 21 zwischen einem Bereich, der im wesentlichen tangential zu einem um die Rolle 3 laufenden Abschnitt des Bandes 21 selbst verläuft, und einem zwischen den äußeren Kränzen 9 angeordneten Bereich erstreckt. Prak­ tisch ist die Ableitpfanne 11 in der Lage, die Auflage­ fläche der Produkte 5 abzugreifen und zu bewirken, daß diese von der Achse der Rolle 3 und damit von den inter­ nen beheizten Kränzen 8 entfernt werden, bis sie zwischen die äußeren, nicht beheizten Kränze 9 gebracht sind.

Die Ableitpfanne 11 ist winkelmäßig um die Achse der Rolle 3 positionierbar, so daß ihre Abgreifposition der Produkte 5 verändert werden kann. Wird also vorgesehen, die Ableitpfanne 11 in der Nähe des Bereiches der Rolle 3 anzuordnen, in welcher das Band 21 beginnt, sich um diese zu wickeln (s. Abb. 2), kann die Ableitpfanne 11 die Pro­ dukte 5 fast unverzüglich abgreifen und praktisch diese daran hindern, mit den internen beheizten Kränzen 8 in Berührung zu kommen.

Andererseits, wird die Ableitpfanne 11 entfernt von dem erwähnten Bereich des Aufwickelns angeordnet (s. Abb. 1), gelangen die Produkte 5 zwischen die internen Kränze 8 und bleiben in dieser Position für eine bestimmte Dauer, bevor sie an die äußeren Kränze 9 weitergeleitet werden.

Die Ableitpfanne 11 wird aus zwei koaxial zu der Rolle 3 verlaufenden und beiderseitig derselben angeordneten Ab­ schnitten 16. Die aktive Oberfläche der Abschnitte 16, auf der die Produkte 5 gleiten, besteht aus einem ersten Anfangsstück zum Ableiten 161 und aus einem anschließen­ den zylindrischen Führungsteil 162. Dieser letzte Ab­ schnitt 162 kann mit einem Gehäuse 29 zusammenarbeiten, das eventuell außerhalb der Scheiben 7 vorgesehen wird, um einen Führungskanal für die Produkte 5 zu bilden und zu sichern, daß die Produkte 5 nicht unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ausgestoßen werden.

Um auf präzisere Weise das Schweißen zu steuern, wird die Ableitpfanne 11 durch Bewegungsmittel 12 gesteuert, welche wiederum durch Abtastmittel 13 der Winkelgeschwin­ digkeit der Rolle 3 verriegelt werden. In der Abb. 1 ist beispielsweise gezeigt, daß die Mittel 13 die Ge­ schwindigkeit der Welle 19 messen, auf welche die Rolle 3 aufgezogen ist, und zwar durch das Abtasten einer Ober­ fläche 191 der Welle 19 selbst.

Die Abtastmittel 13 sind am Ausgang an eine Steuer- und Antriebseinheit 22 der Maschine angeschlossen, welcher die elektrische Energiequelle 17 zugeordnet ist. Die Welle 19 trägt auf bekannte Weise auch die Scheiben 7 und die Abschnitte 16 der Ableitpfanne 11. Insbesondere werden die Scheiben 7, auch wenn diese Lösung nicht dar­ gestellt ist, von der Welle 19 ohne die Möglichkeit der Umdrehung im Verhältnis zu dieser selbst getragen, wäh­ rend die Abschnitte 16 leerlaufend auf der Welle 19 selbst montiert sind. Tatsächlich sind die Abschnitte 16 mit wenigstens einem zylindrischen verzahnten Teil 25 versehen, und zwar koaxial zu der Rolle 3 und in ein Rit­ zel 26 greifend, das auf die Welle eines kleinen Motors 28 aufgezogen ist, welcher zu seiner Umdrehung in der ei­ nen oder der anderen Richtung durch die Steuer- und An­ triebseinheit 22 verriegelt wird.

Was die Abmessungen betrifft, so kann man in Abb. 1 feststellen, daß das Band 21 eine geringere Breite auf­ weist als die entsprechende Abmessung der Produkte 5, und daß der Abstand zwischen den beiden Scheiben 7, der in der gleichen Richtung quer zu dem Band 21 gemessen ist, leicht geringer ist als die entsprechende Abmessung der Produkte 5.

Bei der so ausgelegten Schweißvorrichtung 1 laufen die Produkte 5 entlang dem Band 21 vor, von diesem Band 21 selbst getragen und von dessen querverlaufenden Erhebun­ gen 4 geschoben, und werden dabei von den Lamellen 15 ge­ führt bis sie sich zwischen den internen, beheizten Krän­ zen 8 anordnen.

Sobald eine Umhüllung 6 beginnt, aus dem Bereich der La­ mellen 15 heraus zugehen und ihre Kopfseiten dazu neigen, wieder die ursprüngliche, nicht gefaltete Form anzuneh­ men, wird diese Umhüllung 6 selbst von den internen Krän­ zen 8 leicht zusammengedrückt und ihre Kopfseiten werden gleichzeitig der Heizwirkung letzterer unterzogen, welche nun das Schweißen bewirken.

Um zu vermeiden, daß die internen Kränze 8 nur die Kan­ ten der Kopfseiten der Umhüllungen 6 verschweißen, da diese normalerweise die am meisten her vorstehenden Teile der Kopfseiten selbst sind, kann vorgesehen werden, daß die internen Kränze 8 eine Anzahl von Vorsprüngen 14 von geringeren Abmessungen aufweisen als die der Kopfseiten der Umhüllungen 6. Die Vorsprünge 14 sind entlang einem umlaufenden Rand der internen Kränze 8 angeordnet, so daß sie sich dank des Synchronismus zwischen den Schei­ ben 7 und der Rolle 3 den Kopfseiten der Produkte 5 zuge­ wandt befinden. Auf diese Weise gelangen die Kopfseiten der Umhüllungen 6 nur mit ihrem mittleren Bereich in Kon­ takt mit den beheizten Schweißmitteln 10.

Sobald die Produkte 5 in die Nähe der Ableitpfanne 11 ge­ langen, beginnen sie, an der Ableitpfanne 11 selbst ent­ langzugleiten und entfernen sich nach und nach von der Achse der Rolle 3 bis sie vollkommen zwischen die äuße­ ren Kränze 9 gereichen. Das Entfernen der Produkte 5 von der Achse der Rolle 3 bedeutet, daß diese von den inter­ nen beheizten Kränzen 8 entfernt werden. Es wird daraus offensichtlich, daß die Winkelposition des Abschnittes 161 der Ableitpfanne 11 die Dauer der Schweißphase an den Kopfseiten der Umhüllungen 6 bestimmt. Es kann be­ merkt werden, daß die Höhe der Erhebungen 4 eine solche ist, daß die Produkte 5 beim Durchlauf durch die Schei­ ben 7 festgehalten werden.

Das Vorhandensein der Abtastmittel 13 und der Bewegungs­ mittel 12 ermöglicht es, automatisch und kontinuierlich die Dauer der Schweißphase zu verändern, da die Abtast­ mittel die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine messen, das heißt die Winkelgeschwindigkeit der Welle 19, und die Verarbeitungseinheit 22 aufgrund dieser Messung die Umdrehung der Abschnitte 16 in der einen oder der anderen Richtung um die Achse der Rolle 3 bewirkt, und zwar je nach dem erfaßten Wert der Winkelgeschwindigkeit der Welle 19.

Die Vorteile der Schweißvorrichtung 1 nach der vorlie­ genden Erfindung sind sehr zahlreich, und insbesondere ist die Einfachheit der Konstruktion hervorzuheben. Die Möglichkeit, kontinuierlich die Dauer der Schweißphase verändern zu können, erlaubt es außerdem, die Betriebs­ geschwindigkeit der Maschine zu verändern, ohne sich da­ bei um den Synchronismus mit der Schweißvorrichtung sorgen zu müssen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum gesteuerten Schweißen von Umhüllun­ gen aus thermoplastischem Material hergestellt, insbeson­ dere an Umwickelmaschinen von Zigarettenpäckchen oder ähnlichem, versehen mit einem Bandförderer (2, 21), der um wenigstens eine Rolle (3) läuft und mit einer Anzahl von quer angeordneten Erhebungen (4) versehen ist, und zwar zum positiven Vorschub der Produkte (5), die mit den entsprechenden Umhüllungen (6) umwickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei zueinander koaxial angeord­ nete Scheiben (7) enthält, die jeweils aus wenigstens ei­ nem Paar von kreisförmigen, konzentrischen Kränzen (8, 9) bestehen, welche sich synchron mit der genannten Rolle (3) drehen und voneinander wärmeisoliert sind; wobei die genannten Scheiben (7) an den sich gegenüberliegenden Seiten das genannten Bandes (21) und mit einem, mit ge­ heizten Schweißmitteln (10) versehenem Kranz (8 oder 9) so angeordnet sind, daß sie in Zusammenarbeit mit dem genannten Förderer (2) die Entnahme der von den entspre­ chenden Umhüllungen (6) umwickelten Produkte (5) von letzterem selbst bewirken; daß die genannten geheizten Schweißmittel (10) an den sich gegenüberliegenden Flä­ chen des genannten Kranzes (8 oder 9) zur Entnahme vor­ gesehen und dazu bestimmt sind, mit wenigstens dem Be­ reich der Umhüllung (6) des Produktes (5) in Kontakt zu kommen, der während des Mitnehmens letzteres durch den Kranz (8 oder 9) selbst verschweißt werden soll; und wobei zwischen den genannten Scheiben (7) eine Ableit­ pfanne (11) eingesetzt ist, die winkelmäßig um eine Achse je nach der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine positionierbar gehalten wird und dazu dient, die von den entsprechenden Umhüllungen (6) umgebenen Produkte (5) bis zwischen die Kränze (9 oder 8) ohne Schweißmittel (10) zu leiten, so daß die Schweißdauer unabhängig von der genannten Betriebsgeschwindigkeit unverändert bleibt.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zwei koaxial zu der genannten Rolle (3) und an sich gegenüberliegenden Seiten derselben ange­ ordnete Scheiben (7) enthält, wobei jede Scheibe (7) we­ nigstens aus einem Paar von kreisförmigen konzentrischen Kränzen (8, 9) besteht, die sich synchron mit der genann­ ten Rolle (3) drehen und thermisch voneinander isoliert sind, wobei die genannten Scheiben (7) entlang der ge­ meinsamen Achse einen gegenseitigen Abstand voneinander haben, der ein solcher ist, daß er das Greifen der ge­ nannten und von den entsprechenden Umhüllungen (6) um­ wickelten Produkte (5) zum Mitnehmen derselben ermög­ licht; wobei die genannten internen Kränze (8) mit be­ heizten Schweißmitteln (10) versehen sind, die dazu be­ stimmt sind, mit wenigstens dem zu verschweißenden Be­ reich der Umhüllung (6) des Produktes (5) in Kontakt zu kommen; und wobei zwischen den genannten Scheiben (7) ei­ ne Ableitpfanne (11) eingesetzt ist, winkelmäßig um eine Achse positionierbar getragen je nach der Betriebsge­ schwindigkeit der Maschine und dazu bestimmt, die von den entsprechenden Umhüllungen (6) umwickelten Produkte (5) abzuleiten und zwischen die äußeren, nicht beheizten Kränze (9) zu führen, so daß die Schweißdauer unabhän­ gig von der genannten Betriebsgeschwindigkeit unverändert bleibt.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ableitpfanne (11) um die Achse der genannten Rolle (3) durch Bewegungsmittel (12) bewegt wird, die durch Abtastmittel (13) der Winkel­ geschwindigkeit der Rolle (3) selbst verriegelt sind und dazu dienen, sie in der mit der Vorschubrichtung der Pro­ dukte (5) übereinstimmenden Richtung oder dieser entgegen zu bewegen.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte Ableitpfanne aus einem Paar von Abschnitten (16) gebildet wird, die sich in radialen Richtungen von den genannten Scheiben (7) fortsetzen und jeweils zwischen letzteren und dem Förderer (2) angeord­ net sind.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten und mit den genannten beheizbaren Schweißmitteln (10) versehenen Kränze (8 oder 9) eine Anzahl von entsprechenden Vorsprüngen (14) aufweisen, an denen die genannten und beheizbaren Schweißmittel (10) vorgesehen sind, und die dazu dienen, den mittleren Bereich der Kopfseiten der genannten und die genannten Produkte (5) umgebenden Umhüllungen (6) zu erreichen, auf welche sie eine bestimmte Druckkraft aus­ üben.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse zur Aufnahme (29) enthält, daß koaxial zu den genannten Scheiben (7) und außerhalb derselben angeordnet ist und zum Halten und Führen der von den entsprechenden und schon geschweißten Umhüllungen (6) umgebenen Produkte (5) dient.

7. Vorrichtung zum gesteuerten Schweißen von Umhüllun­ gen aus thermoplastischem Material, insbesondere an Um­ wickelmaschinen für Zigarettenpäckchen oder ähnlichem, im wesentlichen wie unter Bezugnahme auf die Abbildungen in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde.