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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Verpacken
eines Stapels von Produkten aus Papier, wie z. B. Servietten, Trockentücher, Taschentücher und
dergleichen. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Maschine
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, die aus dem italienischen Patent Nr. 1240548 bekannt
ist. Die genannte Schrift beschreibt eine Verpackungsmaschine für Papierservietten
oder dergleichen, die eine bewegliche Schubladenvorrichtung umfasst,
die sich in hin- und hergehender Bewegung in einer Längsrichtung
zwischen einer Empfangsstellung eines Stapels von Produkten und
einer Freigabestellung bewegt. Die Schubladenvorrichtung umfasst
eine Bodenplatte und eine Deckplatte, die zwischen einer Einführstellung
eines Stapels von Produkten und einer Schließstellung zueinander beweglich
sind.
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In
der in dem vorher erwähnten
italienischen Patent Nr. 1240548 beschriebenen, bekannten Maschine
bewegt sich im Betrieb die Deckplatte mit einem konstanten Hubabstand
periodisch bezüglich der
Bodenplatte, und es sind Einstellmittel zum Verändern des Abstands zwischen
der Deckplatte und der Bodenplatte in der Schließstellung vorgesehen, d. h.
des Mindestabstands zwischen der Deckplatte und der Bodenplatte.
Der Zweck dieser Einstellung besteht darin, die Veränderungen
in der Dicke des Packens auszugleichen, die auf eine Veränderung
in der Dicke der zu verpackenden Produkte zurückzuführen sind. Der in dem italienischen
Patent Nr. 1240548 beschriebene Mechanismus ermöglicht die Einstellung des
Mindestabstands zwischen der Deckplatte und der Bodenplatte bei
laufender Maschine. Die Art, auf welche der Mechanismus die Verschiebung
der Deckplatte bezüglich
der Bodenplatte steuert, hält
dafür die
Größe des Hubs
der Deckplatte bezüglich
der Bodenplatte zwischen der Einführstellung und der Schließstellung
der Schubladenvorrichtung immer konstant.
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Der
Hauptnachteil der Lösung
gemäß dem Stand
der Technik liegt in der Tatsache, dass sich bei einer Veränderung
des Abstands zwischen der Deckplatte und der Bodenplatte der Schubladenvorrichtung
zwangsläufig
auch die Höhe
der verpackten Packen verändert.
Folglich produziert die vorher erwähnte bekannte Verpackungsmaschine
Packen von unterschiedlicher Höhe,
wenn die Dicke der einzelnen Produkte variiert, selbst wenn die
Anzahl der in jedem Packen enthaltenen Produkte unverändert bleibt.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Verpackungsmaschine
des Typs mit beweglicher Schublade, die von dem vorher erwähnten Nachteil
nicht betroffen ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch eine Maschine mit den Merkmalen,
die den Gegenstand des Hauptanspruchs bilden.
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlich sichtbar werden,
die rein als nicht beschränkendes
Beispiel mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen bereitgestellt
wird, wobei:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
schematische Querschnittansicht gemäß der Linie II–II in 1 ist;
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3 und 4 schematische
Querschnittansichten gemäß der Linie
III–III
in 2 sind; und
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5 eine
perspektivische Ansicht der Schubladenvorrichtung in der durch den
Pfeil V in 3 angedeuteten Richtung ist.
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Mit
Bezug auf 1 bezeichnet die Zahl 10 eine
Maschine zum Verpacken von Stapeln von Produkten aus Papier, wie
z. B. Servietten, Taschentücher
und dergleichen, von denen in 1 nur einer gezeigt
und mit P bezeichnet ist. Die Maschine 10 umfasst eine
Station 12 zum Zuführen
der zu verpackenden Produkte, eine Beschickungsanordnung 14 zum
Zuführen
eines Verpackungsmaterialfilms F und eine Schubladenvorrichtung 16,
die sich in der durch den doppelseitigen Pfeil 18 angedeuteten
Längsrichtung
in hin- und hergehender Bewegung verlagern kann.
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Die
Stapel von zu verpackenden Produkten P kommen an der Zuführstation 12 in
einer Richtung orthogonal zur Darstellungsebene der 1 an.
In der Zuführstation 12 ist
eine Pressvorrichtung vorgesehen, die eine Platte 20 aufweist,
die in einer vertikalen Richtung beweglich ist, um den Stapel P
von zu verpackenden Produkten zusammenzudrücken, der im Betrieb der Maschine
in der Zuführstation 12 angeordnet
ist. Die Platte 20 der Pressvorrichtung ist durch einen
Motor 21 gesteuert.
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Eine
von einem Motor 23 gesteuerte Schiebervorrichtung 22 ist
vorgesehen, um den in der Zuführstation 12 befindlichen
Stapel P von Produkten in der durch den Pfeil 24 angedeuteten
Richtung zu der Schubladenvorrichtung 16 zu schieben.
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Die
Beschickungsanordnung 14 zum Zuführen der Folie F umfasst ein
Paar Riemen 26, die einem Saugsystem zugeordnet und so
gestaltet sind, dass sie einen Abschnitt der Folie F in einer vertikalen
Ebene zwischen der Zuführstation 12 und
der Schubladenvorrichtung 16 zurückhalten. Die Verpackungsfolie
F kommt von einer Rolle 28 und erreicht die Beschickungsanordnung 14 durch
Passieren einer Abrolleinheit 30. Oberhalb der Beschickungsanordnung 14 ist
ferner eine Abschneideinheit vorgesehen (nicht gezeigt), die so
gestaltet ist, dass sie einen quer verlaufenden Schnitt eines Folienabschnitts
F vornimmt, um so Verpackungsmaterialzuschnitte mit der erforderlichen
Länge zur
Bildung eines Umschlags um den Stapel von Produkten P zu erhalten.
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Mit
Bezug auf 2 bis 5 und insbesondere
auf die perspektivische Ansicht gemäß 5 umfasst
die Maschine 10 ein Paar feststehende Seiten, die auf die
im Folgenden beschriebene Art ein Paar Führungen 34 tragen,
an denen die Schubladenvorrichtung 16 entlangfährt. Die
Schubladenvorrichtung 16 umfasst eine Bodenplatte 36 und
eine Deckplatte 38. An der Bodenplatte 36 ist
mittels eines Paars Querfortsätze 42 ein
Paar vertikale Schiebeführungen 40 befestigt.
Ein Paar Stützen 44 ist
so montiert, dass sie lotrecht in den jeweiligen Schiebeführungen 40 gleiten
können.
An ihren oberen Enden sind die Stützen 44 an einem Querträger 46 befestigt, der
die Deckplatte 38 trägt.
An den unteren Enden greifen die Stützen 44 verschiebbar
in die Führungen 34 ein,
beispielsweise mittels Laufrädern 48.
Die Führungen 34 sind
an einem Querträger 50 befestigt, der
in vertikaler Richtung beweglich ist. Ein Elektromotor 52,
der mittels einer elektronischen Steuereinheit numerisch gesteuert
wird (nicht gezeigt), steuert die Verschiebung in einer vertikalen
Richtung des Querträgers 50 und
der Führungen 34,
z. B. mittels eines Ritzel/Zahnstangen-Mechanismus 54, 56.
Im Betrieb wird der Motor 52 im Vor- und Rückgang gesteuert,
um so einen periodischen Hub in vertikaler Richtung der Deckplatte 38 bezüglich der
Bodenplatte 36 zu steuern. Mittels des Programms, das den Motor 52 numerisch
steuert, ist es möglich,
das Ausmaß der
Senkrechtbewegung der Deckplatte 38 auf präzise Art
zu steuern.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst die Maschine 10 eine
Vorrichtung, die die hin- und hergehende Bewegung der Schubladenvorrichtung 16 in
der Längsrichtung 18 steuert.
Diese Vorrichtung umfasst einen Elektromotor 58, eine Untersetzung 60 und
einen Schubstangen/Kurbel-Mechanismus 62, 64,
der die Bodenplatte 36 der Schubladenvorrichtung 16 mit der
Untersetzung 60 verbindet. Die Schubstange 62 ist
an eine Wand 66 angelenkt, die an der Bodenplatte 36 der
Schubladenvorrichtung 16 befestigt ist (siehe 3 und 4).
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Im
Betrieb treibt der Motor 58 die Schubladenvorrichtung 16 zwischen
einer Stellung zur Aufnahme der Produkte (siehe 4)
und einer Stellung zur Freigabe der Produkte (siehe 3)
hin- und hergehend an. Gleichzeitig steuert der numerisch gesteuerte
Motor 52 die Verschiebung der Deckplatte 38 bezüglich der
Bodenplatte 36 der Schubladenvorrichtung 16 zwischen
einer angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung. Mit Bezug
auf 3 und 4 ist der Abstand zwischen der
Deckplatte 38 und der Bodenplatte 36 in der abgesenkten
Stellung gleich einem Wert X, der der Höhe des zu verpackenden Packens
entspricht. In der angehobenen Stellung ist der Abstand zwischen
der Deckplatte 38 und der Bodenplatte 36 gleich
einem Wert X+ΔX.
Der Wert ΔX
gibt die hin- und hergehende Arbeitsbewegung in der vertikalen Richtung
der Deckplatte 38 bezüglich
der Bodenplatte 36 wieder.
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Ein
besonders vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt
in der Tatsache, dass der Motor 52 unter Steuerung eines
in einer programmierbaren Logiksteuereinheit implementierten Programms
die Veränderung
des Betrags ΔX
bei Konstanthaltung der Größe X ermöglicht.
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Die
vorher erwähnte
Einstellung kann auch während
des normalen Betriebs der Maschine vorgenommen werden. Die Veränderung
des Wertes des Betrags ΔX
kann manuell von einer Bedienperson über ein Bedienungsfeld oder
ansonsten automatisch vorgenommen werden. Eine besonders vorteilhafte
Art, die Veränderung
des Betrags ΔX
auf automatische Weise zu regeln, besteht darin, ein Signal zu erfassen,
das das Drehmoment des Motors 21 anzeigt, der die Platte 20 der
Pressvorrichtung steuert, die das Zusammendrücken des Stapels von Produkten
ausführt.
Tatsächlich
ist das Drehmoment des Motors 21 proportional zu der Presskraft,
die die Platte 20 auf den Stapel von Produkten P ausübt. In der vollständig abgesenkten
Stellung der Platte ist die Presskraft dann wieder proportional
zur Dicke des Stapels. Das Signal, das das Antriebsdrehmoment des
Motors 21 anzeigt, wird als Bezugsparameter des spezifischen
Formats des Packens verwendet, den die Maschine gerade herstellt.
Die Maschinensteuereinheit besitzt einen Algorithmus, der die Regelung
der positiven oder negativen Veränderungen in
der Größe ΔX bezüglich eines
Referenzwertes gemäß den Veränderungen
im Druck beim Zusammendrücken
des Stapels ermöglicht,
die durch die Veränderung
im Vorschubdrehmoment des Motors 21 signalisiert werden.
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Die
Platte 20 und die Platte 38 sind durch Servomotoren
gesteuert, die Antriebskräfte
proportional zu den Drehmomenten und damit zu den aufgenommenen
Strömen
aufweisen. Die Antriebskräfte der
Motoren können
demnach auf sehr einfache Art gesteuert und geregelt werden.
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Diese
Einstellmöglichkeit
ermöglicht
die Anpassung der Maschine an Veränderungen in der Dicke des
Stapels von zu verpackenden Produkten, die beispielsweise auf eine
Modifizierung der Dicke der den Stapel ausmachenden Einzelblätter zurückzuführen ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Einstellung allein auf die Größe ΔX wirkt,
wohingegen die Größe X, welche
die Höhe
des zu verpackenden Packens definiert, konstant bleibt. Die Tatsache, dass
die Größe X konstant
bleibt, garantiert, dass unter Verwendung der Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte Packen alle dieselbe Höhe aufweisen, selbst bei vorliegenden
Veränderungen
in der Dicke der Einzel-Blätter,
die den Packen ausmachen. Die Veränderung ΔX macht es möglich, immer dieselbe Reibung
des dynamischen Transports des Stapels von Produkten zu haben, was wiederum
den ordnungsgemäßen Betrieb
der Maschine garantiert, wenn das Material des Papiers oder die Prägung variiert.
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Im
Folgenden wird der Förderweg
der oben beschriebenen Maschine vorgestellt. Ein Stapel von zu verpackenden
Produkten P ist in der Zuführstation 12 positioniert
und wird durch die Pressvorrichtung 20 in vertikaler Richtung
zusammengedrückt.
Ein auf die richtige Größe zugeschnittener
Zuschnitt F von Verpackungsmaterial wird durch die Saugriemen 26 in
einer vertikalen Ebene vor der Zuführstation 12 zurückgehalten.
Die Schubladenvorrichtung 16 positioniert sich selbst in
der in 4 dargestellten Aufnahmeposition. In dieser Stellung
ist die Schubladenvorrichtung 16 an der Position, die der
den Zuschnitt F enthaltenden vertikalen Ebene am nächsten ist,
und die Deckplatte 38 ist in der angehobenen Stellung (in einem
Abstand von der Bodenplatte 36 gleich X+ΔX). In diesem
Zustand schiebt die Schiebervorrichtung 22 den Stapel P
in die in 1 durch den Pfeil 24 angedeutete
Richtung. Der Stapel P passiert die den Zuschnitt F enthaltende
Ebene und tritt zwischen der Deckplatte 38 und der Bodenplatte 36 in
die Schubladenvorrichtung 16 ein, wobei er den Zuschnitt
F mit sich zieht, der sich auf der Oberseite, Stirnseite und Unterseite
des Stapels P auslegt. Nun senkt sich die Deckplatte 38 der
Schubladenvorrichtung 16 ab und leistet eine Haltefunktion
auf dem Stapel P. Zur gleichen Zeit oder unmittelbar danach wandert
die Schubladenvorrichtung 16 nach rechts und in die Stellung
zur Stoßverschweißung (dargestellt
in 3), in der die Schubladenvorrichtung 16 die
von der den Zuschnitt F enthaltenden Ebene am weitesten entfernte
Position einnimmt. Auf diesem Weg von der Aufnahmeposition zur Stoßverschweißungsposition
wird mittels eines Paars Seitenfalter 68 (von denen nur
einer in 1 sichtbar ist) ein erstes Paar Faltungen gemacht.
Während
die Schubladenvorrichtung 16 in der Stoßverschweißungsposition ist, führen zwei
Vertikalfalter 70, 72 die Faltung der Hinterkanten
des Zuschnitts F um den Packen sowie das Verschweißen der Überlappungskanten
des Zuschnitts F aus. Die Schubladenvorrichtung 16 wandert
nun wieder zu der Packenaufnahmeposition, dann wird die Deckplatte 36 der
Schubladenvorrichtung 16 angehoben. Während des nächsten Zyklus schiebt die Schubladenvorrichtung 16 einen
zweiten Packen P nach rechts und der Packen, der im Laufe des vorigen
Zyklus teilverpackt wurde, wird von dem ihm folgenden Packen vorwärts geschoben.
Die Seitenfalter 68 führen
ein zweites Paar seitliche Faltungen auf dem ersten Packen aus.
Als Nächstes
rückt der
erste Packen auf einem Förderband
vor, das aus einem unteren Band 74 mit Motorantrieb und
einem oberen Band 76 mit Motorantrieb besteht (1 und 3),
und während
dieser Bewegung werden weitere seitliche Faltungen durch die stationären Falter 78 und 80 ausgeführt. Die
Verpackung des Packens wird auf grundsätzlich herkömmliche Art durch Verschweißen der überlappenden
Falten auf den zwei Seitenflächen
abgeschlossen.