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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit zum Umhüllen von
Schachteln.
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Die
Erfindung findet vorteilhaft Anwendung bei der Herstellung von Tabakerzeugnissen,
insofern sie sich auf das Umhüllen
von Schachteln bezieht, die solche Erzeugnisse enthalten, und insbesondere von
Zigarettenschachteln, auf die in der nachfolgenden Beschreibung
ausdrücklich
Bezug genommen wird, ohne jedoch den allgemeinen Anwendungsbereich
der Erfindung einzuschränken.
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Genauer
gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Einheit zum Umhüllen von
Schachteln, die eine im Wesentlichen rechteckige prismatische Geometrie
aufweisen, die axial durch zwei einander gegenüberliegende Endflächen begrenzt
ist und seitlich durch zwei größere Seitenflächen und
zwei kleinere Seitenflächen,
die sich parallel zu einer Längsachse des
rechteckigen Prismas erstrecken. Die Schachteln werden umhüllt, während sie
in einer vorbestimmten Richtung entlang eines vorbestimmten Umhüllungsweges
befördert
werden.
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Solche
Einheiten umfassen im Allgemeinen Zufuhrvorrichtungen, die zur Beförderung
von Blättchen
aus Umhüllungsmaterial
dienen, die durch Abschneiden von einem Endlosstreifen des Materials, der
von einer entsprechenden Rolle abgewickelt wird, erhalten werden.
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Moderne
Verpackungsmaschinen sind fähig, mit
beachtlich hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten, insbesondere kontinuierlich
arbeitende Zigarettenverpackungsmaschinen, von denen die hier angeführten Umhüllungseinheiten
Bestandteil sind. Um sicherzustellen, dass die Produkte fehlerfrei
umhüllt die
Maschine verlassen, wird es daher immer wichtiger, dass die Blättchen aus
Umhüllungsmaterial, während sie
von den Zufuhrvorrichtungen befördert werden,
ständig
und komplett unter Kontrolle bleiben, um Probleme zu vermeiden,
die durch Fehlpositionierung und Taktverlust verursacht sind und
dazu führen,
dass die Blättchen
fehlerhaft an der Schachtel aufgebracht werden und eine durch unansehnliche
Knitterfalten oder ähnliche
Mängel
verdorbene Umhüllung
erhalten wird.
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Eine
andere Verpackungsmaschinenart, die in Dokument EP-A-0970887 offenbart
wird, beinhaltet eine Einheit zum Umhüllen von Schachteln, die eine
Einheit für
den Transfer dieser Schachteln durch eine Zusammenfügstation
umfasst, um diese dort mit Blättchen
aus Einschlagmaterial zu verbinden, sowie eine Faltstation, in der
die genannten Blättchen
um die Schachteln gebogen werden. Die Zufuhreinrichtung beinhaltet
einen Förderer,
der kontinuierlich entlang eines ersten Weges in Bewegung versetzt
wird, während
er die Blättchen
festhält,
die den selben Weg entlang befördert
werden. Die Transfereinheit beinhaltet eine Reihe von Trägern zum
Halten der Schachteln, jeweils ausgestattet mit Mitteln, die dazu dienen,
ein Ende eines Blättchens,
das an dem Förderer
haftet, zu ergreifen und es nach und nach vom genannten Förderer abzulösen, bevor
ein anfänglicher
Umhüllungsschritt
ausgeführt
wird, bei dem das Blättchen
teilweise um eine entsprechende Schachtel gefaltet wird.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Einheit
zum Umhüllen
von Schachteln, die in der Lage ist, die genannten Anforderungen
zu erfüllen,
während
sie mit der für
eine moderne Verpackungsmaschine typischen hohen Produktionsgeschwindigkeit
arbeitet.
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Der
erklärte
Zweck wird erfindungsgemäß durch
eine Einheit zum Umhüllen
von Schachteln erreicht, die alle in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale umfasst.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele
im Detail erläutert.
Dabei zeigen:
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1 bis 4 in
schematischer Seitenansicht eine erste bevorzugte Ausführungsform
der. erfindungsgemäßen Einheit
zum Umhüllen
von Schachteln, wobei einige Teile weggelassen sind und eine Abfolge
von Arbeitsschritten dargestellt ist;
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5 in
schematischer und perspektivischer Ansicht eine Zigarettenschachtel,
die mit der Einheit von 1 umhüllt werden kann;
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6 in
schematischer Seitenansicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Einheit
zum Umhüllen
von Schachteln, die alternativ zu der ersten ist, wobei einige Teile weggelassen
sind und die gleiche Abfolge von Arbeitsschritten wie in 3 dargestellt
ist;
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7 in
schematischer und perspektivischer Ansicht ein vergrößertes Detail
der in 1 bis 4 und in 6 dargestellten
Umhüllungseinheit.
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Mit
Bezug auf die 1 bis 4 der Zeichnungen
bezeichnet die Nummer 1 einen Teil einer Umhüllungsmaschine
oder eines Cellophanierers, ausgestattet mit einer Einheit 2 zum
Umhüllen
von Schachteln 3 mit rechteckiger parallelflacher Form, wie
in 5 dargestellt, die sich jeweils entlang einer Längsachse 4 erstrecken
und zwei zueinander parallele größere Seitenflächen 5 aufweisen,
die auch zu der Längsachse 4 und
zu einer Querachse 6 parallel sind, zwei zueinander parallele
kleinere Seitenflächen 7,
die auch zu der Längsachse 4 parallel
sind, und zwei zueinander parallele Endflächen 8, die lotrecht
zu der Längsachse 4 stehen.
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Die
Umhüllungseinheit 2 beinhaltet
eine Einheit 9, von der die Schachteln 3 durch
eine Zusammenfügstation 10 befördert werden,
in der ein Blättchen 11 aus
Einschlagmaterial (normalerweise Polypropylen) jeweils mit der nachfolgenden
Schachtel 3 verbunden wird. Die Materialblättchen 11 werden
von einem Förderer 12 in
die Station 10 geleitet, der mit einem Paar Abziehrollen 13 zusammenarbeitet,
von denen ein Endlosstreifen 14 des Einschlagmaterials von
einer (nicht dargestellten) Großrolle
abgewickelt wird, wobei die einzelnen Blättchen 11 durch eine Schneidvorrichtung 15 erzeugt
werden, die mit dem Förderer 12 verbunden
ist, und dann entlang eines ersten Weges 16 von diesem
Förderer 12 zu
der Zusammenfügstation 10 befördert werden.
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Genauer
gesagt besteht der Förderer 12,
wie in den 1 bis 4 und in 7 dargestellt,
aus einer Saugwalze 17, die kontinuierlich in Uhrzeigerrichtung
um eine entsprechende, in den Zeichnungen mit F1 bezeichnete Achse 17a drehbar
ist. Die Walze 17 weist eine zylindrische Außenoberfläche 18 auf, die
dazu vorgesehen ist, sowohl das vordere Ende des Endlosstreifen 14 als
auch die durch die Schneidvorrichtung 15 von diesem Streifen
abgetrennten Blättchen 11 zu
halten, wobei die Schneidvorrichtung eine äußere Klinge 19 beinhaltet,
die so angeordnet ist, dass sie mit zwei Schlagbolzen 20 zusammenarbeitet,
die in gleichem Winkelabstand zueinander auf der Walze 17 montiert
sind. Die genannte Zylinderoberfläche 18 weist mehrere
radiale Öffnungen 21 auf,
die über herkömmliche
Einrichtungen an eine Unterdruckquelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt)
angeschlossen sind.
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Die
Transfereinheit 9 beinhaltet ein Falterrad 22,
das kontinuierlich in eine Drehung um eine Achse 22a versetzt
wird, die parallel zur Drehungsachse 17a der Saugwalze 17 verläuft, und
das in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, die in den Zeichnungen
mit F2 bezeichnet ist. Das Rad 22 ist mit mehreren Trägern 23 ausgestattet,
die jeweils in gleichem Winkelabstand zueinander um den Umfang herum
angeordnet sind und jeweils dazu dienen, eine entsprechende Schachtel 3 zu
tragen, und die einen Block 24 mit U-Profilquerschnitt
umfassen, der drehbar auf einer entsprechenden Welle 25 montiert
ist, die an dem Falterrad 22 befestigt ist und deren Achse 25a parallel
zu der Achse 22a des genannten Rades 22 verläuft.
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Jeder
Block 24 ist an seiner Innenseite fest mit einem Greifer 26 zur
Aufnahme einer einzelnen Schachtel 3 verbunden, der zwei
drehbar gelagerte Backen 27 beinhaltet, die sich um entsprechende Achsen
drehen können,
die parallel zu der Achse 25a der Welle 25 verlaufen,
während
an seiner Außenseite,
an einem der zwei Elemente des U-Profils,
Mittel 28 montiert sind, die zum Greifen von einem Ende 11a des
Blättchens 11 aus
Einschlagmaterial dienen, das von der Saugwalze 17 gehalten
wird. Diese Greifeinrichtungen 28 umfassen eine erste,
bewegliche Backe 29, die drehbar auf einem Drehzapfen 30 gelagert
ist, der parallel zur Achse 25a der Welle 25 verläuft, und
eine zweite feststehende Backe 31, die direkt an dem entsprechenden
Element des Blocks 24 befestigt ist, gegen das die erste
Backe anliegt.
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Jeder
Block 24 kann durch herkömmliche Stellantriebsorgane
(nicht dargestellt), die direkt auf die entsprechende Welle 25 wirken,
dazu gebracht werden, um die entsprechende Achse 25a vor
und zurück
zu schwenken, während
das Falterrad 22 die genannten Blöcke 24 entlang eines
zweiten Weges 32 befördert,
der durch die Zusammenfügstation 10 im
Wesentlichen tangential zu dem ersten Weg 16 verläuft.
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Insbesondere
während
seiner Vorwärtsbewegung
entlang des zweiten Weges 32 und innerhalb des Abmessungen
der Umhüllungseinheit 2 kann sich
jeder Träger 23 zwischen
zwei Endlagen bewegen, von denen eine erste sowohl einer mit 33 bezeichneten
Position entspricht, in der die Aufnahme einer Schachtel 3 an
einer Einführstation 33a ermöglicht wird,
der die aufeinanderfolgenden Schachteln 3 durch eine Zufuhrvorrichtung 34 zugeführt werden und
die in 1 bis 4 schematisch als ein Block 24 dargestellt
ist, so dass die Schachtel 3 seitwärts zwischen den Backen 27 des
Greifers 26 eingeführt wird,
als auch einer mit 35 bezeichneten Position entspricht,
in der das Blättchen 11 aus
Material an einer Faltstation 35a teilweise um die Schachtel 3 gebogen wird.
In diesen zwei Positionen 33 und 35, die beide die
erste Endlage darstellen, erstrecken sich die Backen 27 im
Wesentlichen in einer radialen Richtung bezogen auf das Falterrad 22,
so dass während
des Schrittes des Einführens
der Schachtel 3 zwischen den Backen 27, die dabei
auseinandergespreizt sind, die Schachtel 3 parallel zu
ihrer Querachse 6 so weit eingeführt werden kann, bis eine kleinere
Seitenfläche 7 in
Kontakt mit einer Anschlagfläche 36 tritt,
die zwischen den Backen 27 angeordnet ist, und somit eine
Position des maximalen radialen Hervorstehens vom Rad 22 eingenommen
wird.
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Die
zweite der beiden Endlagen nimmt der Träger 23 während seiner
Passage durch die Zusammenfügstation 10 ein,
so dass aus Gründen,
die später
noch verdeutlicht werden, eine Konfiguration erhalten wird, in der die
beförderte
Schachtel 3 eine Position des minimalen radialen Hervorstehens
von dem Rad 22 einnimmt.
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Wie
in den 1 bis 4 und in 6 dargestellt,
umfasst die Umhüllungseinheit
außerdem,
in Drehrichtung F2 des Rades 22 betrachtet, hinter der Zusammenfügstation 10 angeordnete
stationäre Falt-
und Führungseinrichtungen 37,
entlang derer die Faltposition 35 durch den Träger 23 eingenommen
wird. Im Einzelnen beinhalten die stationären Falt- und Führungseinrichtungen 37 eine
feststehende Gegenhalteplatte 38, die sich konzentrisch
zu der Achse 22a des Falterrades 22 von einer
Position gleich jenseits der Zusammenfügstation 10 bis zu
einer Transferstation herkömmlicher
und hier nicht dargestellter Ausführungsform erstreckt, an der
die Schachteln 3 und die entsprechenden Blättchen 11 freigegeben
werden.
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Genauer
gesagt weist die zum Falterrad 22 hin gewendete Seite der
Gegenhalteplatte 38 eine Ansaugfläche 39 auf, die mit
mehreren gleichförmig verteilten
Saugöffnungen 40 versehen
ist, die dazu dienen, jedes der beförderten Blättchen 11 aus Einschlagmaterial
anzuziehen und es über
die entsprechende kleinere Seitenfläche 7 der betreffenden Schachtel 3 anliegend
zu glätten.
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Insbesondere
in Bezug auf die 2, 3 und 7 ist
zu beobachten, dass die zylindrische Außenfläche 18 der Saugwalze 17 zwei
im gleichen Winkelabstand angeordnete Öffnungen 41 aufweist, die
dazu dienen, einen Durchgang für
die bewegliche Backe 29 der Greifeinrichtung 28 bereitzustellen.
Genauer gesagt wird jede Öffnung 41 durch
eine Reihe von Rillen 42 gebildet, die derart in der Zylinderoberfläche 18 der
Walze 17 angefertigt sind, dass sie eine entsprechende
Reihe von dazwischen liegenden Segmenten 43 erzeugen, die
jeweils eine bestimmte Anzahl der genannten Saugöffnungen 21 auf ihrer Zylinderoberfläche enthalten.
Die Walze 17 ist so getaktet, dass das vordere Ende 11a jedes
Blättchens 11 über den
Segmenten 43 einer entsprechenden Öffnung 41 angeordnet
und von diesen gehalten wird, so dass es bereit ist, dort von der
Greifeinrichtung 28 aufgenommen zu werden.
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Im
Einzelnen ist die bewegliche Backe 29 der Greifeinrichtung 28 in
Form einer Palette ausgebildet und mit einer Reihe von Fingern 44 ausgestattet,
die dafür
ausgelegt sind, in Höhe
der Zusammenfügstation 10 in
die Rillen 42 einzugreifen und derart darin entlang zu
gleiten, dass sie das vordere Ende 11a des Blättchens 11 von
den Segmenten 43 abheben und gegen die feststehende Backe 31 festhalten.
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Beim
Betrieb, während
sich das Falterrad 22 um seine Drehungsachse 22a in
Förderrichtung
F2 bewegt, erreicht jeder Träger 23 die
Einführposition 33 (1),
an der jeweils eine Schachtel 3 von der Zufuhrvorrichtung 34 gegen
die Anschlagfläche 36 zwischen
den Backen 27 eingeführt
wird, die sich um die größeren Seitenflächen 5 der
Schachtel 3 schließen,
um ihre Greifwirkung auszuüben.
Bei seiner Vorwärtsbewegung
entlang des zweiten Weges 32 und durch einen Bogen, der
sich von der Einführstation 33 bis
zur Faltposition 35 erstreckt, schwenkt jeder Träger 23 um
die entsprechende Achse 25a, und zwar zunächst in
einer Richtung F3 entgegengesetzt zu der Drehungsrichtung F2 des
Rades 22 bis zu dem Punkt, an dem die Schachtel 3 eine
Position des minimalen radialen Hervorstehens einnimmt. In dieser
Position wird die Schachtel 3 mit ihrer Querachse 6 im
Wesentlichen tangential zum Umfang des Rades 22 angeordnet
(1). Die Position des minimalen radialen Hervorstehens
wird während
der Passage des Trägers 23 durch
die Zusammenfügstation 10 und
für die
Dauer des Schrittes beibehalten, bei dem das Ende 11a des
Materialblättchens 11 von
der beweglichen Backe 29 gegen die feststehende Backe 31 festgehalten
wird, in der oben beschriebenen Weise und der in 2, 3 und 4 dargestellten Abfolge,
so dass die Schachtel 3 nicht in Berührung mit der Walze 17 kommt,
während
sie die Station 10 durchläuft.
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Sobald
er die Zusammenfügstation 10 passiert
hat, wie insbesondere in den 3 und 4 zuerkennen,
wird der Träger 23 veranlasst,
in eine Richtung F4 zu schwenken, die konvergent zu der Drehungsrichtung
F2 des Rades 22 ist, so dass zu dem Zeitpunkt, an dem die
Faltposition 35 eingenommen wird, die beförderte Schachtel 3 in
ihre Position des maximalen radialen Hervorstehens von dem Rad 22 zurückgekehrt
sein wird und in diesem Augenblick ihre nach außen gerichtete kleinere Seitenfläche 7 im Wesentlichen
in Berührung
mit der Ansaugfläche 39 der
Gegenhalteplatte 38 ist.
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Bei
Betrachtung der Schrittabfolge in 1 bis 4 ist
zu erkennen, dass das Ende 11a jedes Blättchens 11 während der
Schritte des Aufnehmens und allmählichen
Ablösens
von der Oberfläche 18 der
Saugwalze 17 und während
seiner Beförderung zur
Faltposition 35 durchgehend festgehalten wird. Darüber hinaus
wird die Position des Blättchens 11 zunächst durch
die Walze 17 und anschließend, während seiner allmählichen
Ablösung
von der Zylinderoberfläche 18,
durch den Anfangsabschnitt der Ansaugfläche 39 der Gegenhalteplatte 38 kontrolliert, wie
in 2 dargestellt, die einen Zwischenbereich des Blättchens 11 zeigt,
der von dem Anfangsabschnitt der Ansaugfläche 39 gehalten wird,
während das
hintere Ende 11b des Blättchens 11,
das dem ergriffenen vorderen Ende 11a entgegengesetzt ist,
immer noch von der Oberfläche 18 der
Saugwalze 17 gehalten wird.
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Während sich
das Falterrad 22 weiter um seine Achse 22a dreht
und der Träger 23 weiter
um die Achse 25a der betreffenden Welle 25 in
die mit F4 bezeichnete Richtung schwenkt, löst sich das hintere Ende 11b des
Blättchens 11 von
der Oberfläche 18 der
Saugwalze 17 ab, wird aber sofort durch Saugwirkung auf
der Ansaugfläche 39 der
Gegenhalteplatte 38 gehalten und gleitet darauf (3 und 4)
bis zur Faltposition 35, wie in 1 dargestellt,
und von dort weiter zur genannten Freigabe- und Transferstation
(hier nicht dargestellt).
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Wie
in 1, 2 und 3 sowie
in 7 zu erkennen, ist die Umfangsgeschwindigkeit der
Saugwalze 17 höher
als die von den Abziehrollen 13 vorgegebene Abwickelgeschwindigkeit,
so dass jedes von der Schneidvorrichtung abgeschnittene Blättchen 11 von
der vorderen Kante des Endlosstreifen 14 beabstandet wird,
der weiterhin an der Walze 17 haften bleibt, aber dazu
gezwungen wird, auf der entsprechenden Oberfläche 18 zu gleiten.
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In
dem Ausführungsbeispiel
von 6 beinhaltet die Saugwalze 17 eine Nabe 45,
die um die entsprechende Achse 17a drehbar ist und zwei
mit gleichem Winkelabstand angeordnete Ansätze 46 aufweist, die
sowohl als Trägerelemente
für die
genannten Schlagbolzen 20 als auch als Halterung für entsprechende
Drehzapfen 47 dienen, die parallel zur Walzenachse 17a liegen
und auf denen zwei halbkreisförmige
Segmente 48 gelagert sind, die gemeinsam die Zylinderoberfläche 18 der
Saugwalze 17 bilden.
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Die
zwei Drehzapfen 47 sind mechanisch mit Stellantriebsorganen 49 verbunden,
die schematisch als Block dargestellt sind, die jedes Segment 48 dazu veranlassen,
um die entsprechenden Drehzapfen 47 hin und her zu schwenken
zwischen einer Ruhestellung, die mit der Walzenachse 17a konzentrisch
ist, und einer Öffnungsstellung,
die eingenommen wird, wenn die Zusammenfügstation 10 passiert
wird, so dass das vordere Ende 11a des Blättchens 11 im
Wesentlichen in Berührung
mit der Greifeinrichtung 28 gebracht wird, deren Backen 29 und 31 in
der bereits beschriebenen Weise arbeiten, wobei die zwei Segmente 48 beide
wie in der oben beschriebenen Ausführungsform mit Saugöffnungen 21 und
mit Öffnungen 41 versehen
sind. Es ist insbesondere zu beachten, dass die Saugöffnungen 21 über flexible
Leitungen an die Unterdruckquelle (nicht abgebildet) angeschlossen
werden können,
welche es den Segmenten 48 erlauben, die zwei Endlagen
ungehindert einzunehmen, oder alternativ dazu über Leitungen, die durch die
Drehzapfen 47 geführt
werden.