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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umhüllen von
Produkten, insbesondere von Schachteln, sowie auf ein entsprechendes
Umhüllungsverfahren.
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Die
Erfindung findet vorteilhafte Anwendung in der Tabakindustrie, wo
Bögen aus
transparentem Material, erhalten von einer kontinuierlichen Bahn, zum
Umhüllen
von Schachteln mit Tabakprodukten verwendet werden, typischerweise
Zigarettenschachteln, auf welche in der nachstehenden Beschreibung
ausdrücklich
Bezug genommen wird, auch wenn dem allgemeinen Zweck keine Grenzen gesetzt
wird.
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Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum
Umhüllen
von Schachteln von im wesentlichen prismatischer Form, axial begrenzt
durch zwei Endflächen
und seitlich durch zwei grössere
Flächen
und zwei kleinere Flächen,
die sich parallel zu der Längsachse
des rechteckigen Prismas erstrecken.
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Eine
Umhüllungsvorrichtung
des betreffenden Typs enthält
eine Zuführvorrichtung,
welche die einzelnen Einwickelbögen
abgibt, abgeschnitten von einer sich abwickelnden Rolle aus Bahnmaterial,
und der Vorgang des Umhüllens
der Schachteln wird vervollständigt,
wenn die Schachteln entlang einer vorgegebenen Einwickelbahn vorlaufen,
und zwar unter Verwendung einer Anzahl von Faltmechanismen, durch
welche jede Schachtel vollkommen mit einem jeweiligen Bogen umhüllt wird.
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Aufgrund
der hohen Ausstossgeschwindigkeiten von modernen Zigarettenherstellungs-
und Verpackungsmaschinen, mit welchen die oben erwähnten Einwickelvorrichtungen
zusammenhängen, besteht
die zunehmende Notwendigkeit, wenn die umhüllten Produkte frei von Mängeln herauskommen sollen,
die einzelnen Bögen
von Einwickelmaterial entlang der gesamten Umhüllungsbahn und durch die aufeinanderfolgenden,
durch die Faltmechanismen ausgeführten
Abläufe
hindurch kontinuierlich und voll unter Kontrolle zu halten, so dass
jede Möglichkeit
des Verschiebens zwischen der Schachtel und dem Bogen oder einem
Teil des Bogens vermieden wird, was zu unansehnlichen Falten oder
Mängeln
führen
könnte.
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Wichtig
ist, dass diese Notwendigkeit der vollständigen Kontrolle über die
Bögen insbesondere entlang
der Bahnen der Umhüllungslinie
deutlich wird, die sich zwischen den Bereichen erstreckt, in welchen
die aufeinanderfolgenden Faltmechanismen arbeiten, und noch genauer
entlang der Bahnen, wo bei noch nicht vollständig geformter Umhüllung Teile des
Bogens noch frei hervorstehen und noch der Wirkung ei nes Faltelementes
unterzogen werden müssen.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Umhüllen von
Schachteln vorzusehen, die den oben angegebenen Anforderungen entspricht,
das heisst den hohen Ausstossgeschwindigkeiten, welche die modernen
Zigarettenherstellungs- und Verpackungsmaschinen zu leisten fähig sind.
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Der
gewünschte
Gegenstand ist realisiert durch eine Vorrichtung zum Umhüllen von
Schachteln, wie in Patentanspruch 1 angeführt ist.
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Der
gewünschte
Gegenstand ist ebenfalls realisiert durch ein Verfahren zum Umhüllen von Schachteln,
wie in Patentanspruch 8 angeführt
ist, und dass unter Verwendung einer Vorrichtung, wie in Patentanspruch
1 angeführt
ist, durchgeführt
wird.
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Die
Erfindung wird nun durch ein Beispiel im Detail beschrieben, und
zwar mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen, in welchen:
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1 eine
Umhüllungsvorrichtung
zeigt, ausgeführt
nach der vorliegenden Erfindung, gesehen schematisch von vorn, mit
einigen Teilen ausgelassen und gezeigt in einer vorgezogenen Ausführung;
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2 zeigt
eine Zigarettenschachtel, die durch die Vorrichtung aus 1 umhüllt werden soll,
gesehen in der Perspektive;
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3 zeigt
ein Detail aus 1, gesehen schematisch und in
der Perspektive;
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4 zeigt
ein Detail aus 3, gesehen schematisch und von
der Seite;
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5 und 6 zeigen
das Detail aus 4, gesehen schematisch von vom
und dargestellt in zwei verschiedenen Betriebspositionen;
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7 zeigt
das Detail aus 4, gesehen schematisch von der
Seite und dargestellt in einer weiteren Betriebsposition.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 ist mit der Nummer 1 in
ihrer Gesamtheit eine Vorrichtung zum Umhüllen von Schachteln 2 von
Zigaretten mit Bögen 3 aus
Einwickelmaterial bezeichnet, die aus einzelnen Abschnitten bestehen,
abgeschnitten von einer kontinuierlichen Bahn 4 aus transparenter
Folie.
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Wie
in 2 gezeigt ist, hat jede Schachtel 2 das
Aussehen eines rechteckigen Prismas, bezogen auf eine mit 5 bezeichnete
Längsachse,
und aufweisend zwei grössere
Seitenflächen 6,
parallel zueinander und zu der Längsachse 5,
zwei kleinere Seitenflächen
oder Flanken 7, angeordnet parallel zu der Langsachse 5 und
in rechten Winkeln zu den grösseren
Flächen 6,
und zwei Endflächen 8,
angeordnet quer zu der Längsachse 5.
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Die
Vorrichtung 1 enthält
einen im wesentlichen horizonta len Eingangsförderer 9, durch welchen
die Schachteln 2 in geordneter Folge entlang einer mit 10 bezeichneten
Richtung zugeführt
werden, wobei sie auf Kante angeordnet sind, das heisst mit einer
Seitenfläche 7 auf
dem Eingangsförderer 9 und mit
der Längsachse 5 quer
zu der Zuführrichtung 10 liegend.
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Die
Vorrichtung 1 enthält
ausserdem ein Transferrad 11, in Uhrzeigerrichtung (wie
in 1 gezeigt) in Umdrehung versetzt um eine horizontale Achse 12 quer
zu der Zuführrichtung 10,
durch welches die Schachteln 2 aufeinanderfolgend von dem Eingangsförderer 9 aufgenommen
werden, und einen ersten Faltförderer 13 in
Form eines Rades 14, das in Gegenuhrzeigerrichtung um eine
Achse 15 parallel zu der Achse 12 des Transferrades 11 drehbar ist,
und durch welches die Schachteln 2 aufeinanderfolgend von
dem Rad 11 selbst an einer Transferstation 16 übernommen
werden, und an welchem die Umhüllungsbögen 3 an
einer weiteren Station 17 von einer Zuführvorrichtung 18 aufgenommen
und jeder um eine entsprechende Schachtel 2 gefaltet werden, um
ein „L"-förmiges Profil
anzunehmen.
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Ebenfalls
Teil der Vorrichtung
1 ist ein zweiter Faltförderer
19,
ausgeführt
als ein zweites Rad
20 und in Uhrzeigerrichtung um eine
Achse
21 parallel zu der Achse
12 des Transferrades
11 in
Umdrehung versetzt, durch welches die Schachteln
2 auf
Kante zusammen mit den entsprechenden Bögen
3 aufgenommen
werden, die L-förmig
gefaltet sind, und die Bögen
3 daraufhin
weiter gefaltet werden, um eine schlauchförmige, zu der entsprechenden
Längsachse
5 ausgerichtete
Umhüllung
um jede Schachtel
2 zu bilden, und zwar unter Ausführung einer
Folge von Phasen, wie sie in der Veröffentlichung
EP 1 260 442 beschrieben und gezeigt
sind, und auf welche zwecks einer vollständigen Beschreibung Bezug genommen
wird.
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Geht
man über
den zweiten Förderer 19 hinaus,
so werden die schlauchförmigen
Umhüllungen in
einer herkömmlichen
Weise geschlossen und versiegelt und die umhüllten Schachteln 2 werden
auf einen Ausgangsförderer
(nicht gezeigt) der Vorrichtung 1 geleitet.
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Der
Eingangsförderer 9,
das Transferrad 11 und die ersten und zweiten Falträder 14 und 20 sind an
einem Rahmen 25 der Vorrichtung 1 montiert und bilden
zusammen die Umhüllungsbahn
P, welche einen im wesentlichen sinusförmigen Verlauf beschreibt.
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Das
Transferrad
11, welches sich im wesentlichen tangential
zu dem Eingangsförderer
9 dreht, enthält eine
angetriebene Scheibe
26, zentriert auf der und drehbar
um die Achse
12 des Rades
11, sowie montiert an
der Scheibe
26 eine Anzahl von Greifköpfen
27, die um die
Achse
12 in einem gleichmässigen Abstand voneinander
angeordnet sind und durch eine Nockenvorrichtung, von bekanntem
Typ und in den Zeichnungen nicht dargestellt, um jeweilige Achsen
28 paral lel
zu derselben Achse
12 geschwenkt werden. Die Greifköpfe
27 sind
in der oben erwähnten
Veröffentlichung
EP 1 260 442 beschrieben.
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Jeder
Greifkopf 27 enthält
einen jeweiligen Greifer 29, der radial von der Scheibe 26 hervorsteht und
zwei Klemmbacken 30 aufweist, die in der Lage sind, eine
im Verhältnis
zu der anderen eine Bewegung in einer Richtung quer zu der radialen
Richtung auszuführen, übertragen
durch Antriebsmittel von herkömmlicher
Ausführung
(nicht gezeigt), und zwar zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen
Zustand.
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Wenn
sie sich in dem geöffneten
Zustand befinden, weisen die Klemmbacken 30 der Greifer 29 einen
Schlitz 31 auf, in welchem eine Schachtel 2 aufgenommen
wird, angeordnet mit einer Flanke 7 der Achse 12 des
Rades 11 zugewandt und mit den beiden grösseren Seitenflächen 6 im
Kontakt mit denselben Klemmbacken 30.
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Im
Betrieb, und mit dem Transferrad
11 in Umdrehung versetzt,
wird jede entlang dem Eingangsförderer
9 vorlaufende
Schachtel
2 durch einen Greifer
29 aufgenommen
und dann an dem ersten Faltförderer
13 an
der Transferstation
16 freigegeben, im wesentlichen wie
in der vorgenannten Veröffentlichung
EP 1 260 442 erwähnt ist,
auf welche sich zwecks einer vollständigen Beschreibung wieder
bezogen werden kann.
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Das
erste Faltrad 14 ist mit einer Anzahl von Haltemechanismen 32 ausgestattet,
gleichmässig voneinander
abstehend rund um den Umfang und schwenkbar um eine jeweilige Achse 33,
die sich parallel zu der Achse 15 des Rades 14 erstreckt,
und die dazu dienen, eine einzelne Schachtel 2 zu halten.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, enthält jeder
Haltemechanismus 32 einen ersten Block 34, montiert
an einer um die vorgenannte Achse 33 zentrierte Welle 35 und
abgegrenzt in einer Richtung parallel zu der Achse 33 durch
eine zylindrische Oberfläche 36 und
eine ebene Fläche 37. Montiert
an der ebenen Fläche 37 des
vorgenannten ersten Blockes 34 und dicht an einer Längskante 38 ist
ein im wesentlichen parallelflacher zweiter Block 39, von
welchem eine Fläche 40,
parallel zu der ebenen Fläche 37,
als feststehende Klemmbacke funktioniert, die mit Mitteln 41 zusammenwirkt,
schwenkbar um eine Achse 42 parallel zu der Achse 33 des Mechanismus
und dazu dienend, ein erstes Ende des Bogens 3 zu greifen
und zu halten.
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Die
Greif- und Haltemittel 41 haben das Aussehen eines Hebels
mit zwei mit 41a und 41b bezeichneten Armen, die
eine Anzahl von Zinken 43 aufweisen und in der Lage sind,
eine Bewegung zwischen einer Position der Freigabe von der feststehenden
Fläche 40 und
einer Position im wesentlichen im Kontakt mit derselben Fläche auszuführen (s. 1, 4 und 7).
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Die
Bewegung der Greif- und Haltemittel 41 zwischen den vorgenannten
Positionen wird übertragen
durch jeweilige Antriebsmittel von einem bekannten und hier nicht
gezeigten Typ, welche auf den mit 41a bezeichneten Arm
wirken.
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Wie
in den Abbildungen von 3 bis 7 gezeigt
ist, enthält
jeder Haltemechanismus 32 jeweilige Mittel, durch welche
die Schachtel 2 gegriffen und gehalten wird, bezeichnet
in ihrer Gesamtheit mit 44 und enthaltend ein Paar von
Klemmbacken 45, montiert an jeweiligen Wellen 46,
die um Achsen 47 drehbar sind, welche sich quer zu der Achse 33 des
Mechanismus und parallel zu der ebenen Fläche 37 des ersten
Blockes 34 erstrecken.
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Bezugnehmend
auf die 5 und 6 können die
Klemmbacken 45 eine Bewegung ausführen, übertragen durch entsprechende
Antriebsmittel von bekannter Art (nicht im Detail gezeigt), die
einem jeden Mechanismus 32 zugeordnet und schematisch durch
einen mit 48 bezeichneten Block angegeben sind, und zwar
zwischen einer ersten offenen Position (5) und einer
zweiten geschlossenen Position (6), in welcher
deren im wesentlichen viereckige Kontaktenden 49 an den
entgegengesetzten Enden der vorgenannten ebenen Fläche 37 angeordnet
sind, getrennt in Längsrichtung
durch einen Abstand, der leicht geringer ist als die Längsabmessung
der Schachtel 2.
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Starr
mit einer Fläche 50 eines
jeden Kontaktendes 49 verbunden und zu dem ersten Block 34 hin gerichtet
ist eine erste Platte 51, die zu dem gegenüberliegenden
Kontaktende 49 hervorsteht und dazu bestimmt ist, wenn
die Klemmbacken 45 geschlossen sind, die Seitenfläche 6 der
Schachtel 2 zu greifen, die der ebenen Fläche 37 des
Blockes 34 zugewandt ist.
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Jede
Klemmbacke 45 trägt
einen Gelenkzapfen 52, der sich parallel zu der vorgenannten
Achse 47 erstreckt, und ein Klemmelement 53, montiert an
einem zwischenliegenden Punkt an dem Zapfen 52, bestehend
aus einem Hebel mit zwei Armen 53a und 53b, von
welchen letzterer Arm 53b an dem freien Ende eine zweite
Platte 54 aufweist, die mit der ersten Platte 51 zusammen
die Schachtel 2 festklemmt und hält.
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Insbesondere
während
der Schliessbewegung der Greif- und Haltemittel 44 wird
das freie Ende des mit 53a bezeichneten Armes einbezogen und
durch einen feststehenden Anschlag 55 gestoppt, der eine
Winkelbewegung des Klemmelementes 53 um den Zapfen 52 entgegen
der Wirkung einer Schneckenfeder (von herkömmlichem Typ und nicht gezeigt)
bewirkt, die um den Zapfen 52 gewunden ist, und zwar zwischen
einer Position der Freigabe, gezeigt in 5, und einer
Position, in welcher die zweite Platte 54 die verbleibende
Seitenfläche 6 der
Schachtel 2 greift, wobei sie mit der entsprechenden ersten
Platte 51 zusammenwirkt, um die Schachtel 2 zu
halten, wie in 6 dargestellt ist. Es kann ausserdem
gesehen werden, dass die erste Platte 51 von der ebenen
Fläche 37 um
einen bestimmten Abstand D auf solche Weise getrennt ist, dass ein
Hohlraum 56 geschaffen wird, und zwar aus Gründen des Zugangs,
die im Laufe der Beschreibung noch erklärt werden.
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Es
kann ebenfalls in den Abbildungen von 3 bis 7 gesehen
werden, dass die vorgenannte zylindrische Oberfläche 36 des ersten
Blockes 34 einen Abschnitt 36a aufweist, der sich
von einer der vorgenannten Längskante 38 gegenüberliegenden
Längskante 57 aus
erstreckt, versehen mit einer Anzahl von Saugbohrungen 58,
die an eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossen
sind.
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Der
vorstehend erwähnte
Abschnitt 36a der zylindrischen Oberfläche 36 wirkt zusammen
mit den Saugbohrungen 58, um Mittel zu bilden, durch welche
ein zweites Ende des Bogens 3 gehalten und festgeklemmt
wird.
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Im
Betrieb, mit dem Transferrad 11 und dem ersten Faltrad 14 um
ihre jeweiligen Achsen 12 und 15 in Umdrehung
versetzt, wird jede einzelne Schachtel 2 durch einen Greifkopf 27 an
der Transferstation 16 an einen entsprechenden Haltemechanismus 32 abgegeben,
sobald sich die Klemmbacken 30 des Greifers 29 von
den grösseren
Flächen 6 entfernen
und die Klemmbacken 45 der Greif- und Haltemittel 44 sich gleichzeitig
an den beiden Endflächen 8 der
Schachtel 2 schliessen.
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Sowie
die Schachtel zu der nächsten
Station 17 vorläuft,
wird ein Bogen 3 aus Folie durch die Zuführvorrichtung 18 an
den entsprechenden Haltemechanismus 32 geführt und
an dem ersten Ende durch die Greif- und Haltemittel 41 festgeklemmt.
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Sowie
das Faltrad 14 sich um seine Achse 15 dreht und
der Haltemechanismus 32 gleichzeitig durch die Antriebsmittel
von herkömmlichem
Typ (nicht gezeigt) um seine eigene Achse 33 zum Schwenken
gebracht wird, trifft der Bogen 3 auf eine feststehende
Zwangsführung 59 von
gebogenem Profil, im wesentlichen konzentrisch mit dem Rad 14 und
eine innere Oberfläche 59a mit
Saugbohrungen 59b aufweisend, die an eine Unterdruckquelle
(nicht gezeigt) angeschlossen sind, durch welche er flach allmählich gegen
die grössere
Seitenfläche 6 der Schachtel 2 gezogen
wird, angeordnet weiter fort von der ebenen Fläche 37 des Blockes 34,
und dann über die
angrenzenden Flanken 7 gefaltet wird, um ein „L"-förmiges Profil
einzunehmen.
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Die
Zwangsführung 59,
die entsprechende Oberfläche 59a und
die Saugbohrungen 59b bilden zusammen feststehende Faltmittel.
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An
dem Punkt des Austritts aus der feststehenden Zwangsführung 59 wird
der zweite Teil des Bogens 3 zu dem vorge nannten Abschnitt 36a gezogen,
aufgewiesen von der zylindrischen Oberfläche 36 des ersten
Blockes 34, und durch die durch die Bohrungen 58 erzeugte
Saugkraft gehalten.
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Sowie
sich das Faltrad 14 weiter dreht, läuft der betreffende Haltemechanismus 32 über den
Austrittspunkt aus der Zwangsführung 59 hinaus
und vor in eine Station 60, an welcher die Schachtel 2 an
das zweite Faltrad 20 transferiert wird, welches mit einer Anzahl
von sich drehenden U-förmigen Taschen 61 ausgestattet
ist, jede eine rückwärtige Wand 62 und zwei
seitliche Elemente 63 aufweisend.
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Während die
Schachtel 2 durch die Transferstation 60 läuft, wird
sie allmählich
von dem Haltemechanismus 32 in die Tasche 61 geleitet.
Im Laufe des Transfers, wie in den Abbildungen von 1 bis 7 erkennbar
ist, dringt eins der beiden seitlichen Elemente 63 allmählich in
den vorgenannten Hohlraum 56 ein und legt somit den Bogen 3,
der noch an einem Ende durch die Greif- und Haltemittel 41 festgehalten
wird, glatt an die grössere
Seitenfläche 6 der
Schachtel 2, die der ebenen Fläche 37 des ersten Blockes 34 zugewandt
ist.
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Vorteilhafterweise
erzeugen die durch die Bohrungen 58 gebildeten Halte- und
Spannmittel eine solche Saugwirkung auf den nachschleppenden Teil
des Bogens 3, dass derselbe Bogen angezogen und gesichert
wird, so dass er perfekt unter Kontrolle bleibt, wenn er durch das
seitliche Element 63 der Tasche 61 glatt an die
entsprechende Seitenfläche 6 der Schachtel 2 angelegt
wird und wenn er über
den Ansaugabschnitt 36a der zylindrischen Oberfläche 36 gleitet.
Die Phase, die in bekannter Weise an dem zweiten Faltrad 20 durchgeführt wird,
ist die der Vervollständigung
und Sicherung der schlauchförmigen Umhüllung um
die Schachtel 2.