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Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen eines Beutels Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine mit einem Hohldornrad zum Herstellen
eines Beutels, der insbesondere zur Aufnahme von Schüttgut dient, um den Dorn und
Einfüllen des Schüttgutes in den Dorn sowie zum Verschließen, wobei die Maschine
die Aufgabe erfüllen soll, besonders schnell zu arbeiten.
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Es sind in der Verpackungsindustrie bereits Hohldorntnaschinen mit
vertikalen, schrittweise geschalteten Hohldornrädern mit horizontalen Achsen bekannt,
um welche die Vorrichtungen zur Bildung des offenen Beutels und zum Füllen der Hohldorne
horizontal angeordnet sind.
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Dabei muß das zur Füllung des Beutels vorgesehene 'Material in die
Höhlung der Dorne waagerecht eingeschoben werden.
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Es ist ferner eine Maschine zum Aufbringen einer äußeren Hülle in
Taschenform auf eine schon mit einer inneren Hülle umhüllte Packung bekannt, die
ein Hohldornrad aufweist, parallel zu .dessen Achse gerichtet Packungsträger, U-förmige
Blechzellen als Hohldorne vorgesehen sind, um deren Außenseite die äußere Hülle
gefaltet wird, so daß gleicbmäßig gelegte, rechtwinklige Ecken auch bei weicher
Packung gebildet werden. Ein biegsames Einwickelband, dessen Träger schlittengeführt
ist, dient u. a. hierzu.
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Demgegenüber besteht die Erfindung in der Hauptsache darin, daß zwar
in an sich bekannter Weise die Achse des Hohldornrades auch waagerecht und die Hohldorne
dazu radial gerichtet sind, daß aber das Füllgut vor dem Bildender Hülle in die
radial, vorzugsweise schräg gerichtete Füllöffnung eines Hohldornes eingefüllt wird
und darauf der Beutel so um diesen Hohldorn gebildet wird, daß dabei die Füllöffnung
mit verschlossen wird, und daß schließlich entgegengesetzt zur Einfüllvorrichtung
der gefüllte, aber noch an einem Ende offene Beutel von dem Dorn abgestreift wird.
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Durch diese erfindungsgemäße Gesamtanordnung ist ein Hohldornrad geschaffen
worden, bei dem die Dorne nur eine einzige Öffnung haben, in die das Füllgut eingeschüttet
wird und aus denen es in umgekehrter Richtung beim Abziehen der gefüllten Beutel
wieder aus den Dornen entfernt wird. Hierdurch erhält das ganze Rad eine verhältnismäßig
sehr einfache Bauart.
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Es bringt neben Platzgewinn wesentliche Vorteile mit sich, wenn die
Füllung der Hohldorne vor der Beutelbildung geschieht, weil dann der Beutelbildungsvorgang
sowie das Verschließen ohne Unterbrechung vonstatten gehen kann. Das Schüttgut fällt
nach dem Abdosieren auf den Füllkolben. Beim Zurückgehen :des Füllkolbens bzw. beim
Freigeben der Zulauföffnung zum Hohldorn wird das Schüttgut durch diese Rückwärtsbewegung
auseinandergezogen, so daß es sich vor der Eintrittsöffnung des Hohldornes nicht
stauen und diese verstopfen kann, sondern bei stetigem sanftem Gefälle in den Hohldorn
gelangt. Die Schrägstellung des Hohldornes bewirkt sodann, daß das Schüttgut nahezu
von selbst in den Hohldorn gelangt, das somit durch den
schwingenden
Füllkolben nicht beschädigt «erden kann.
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Handelt es sich wie hier um das Füllen von Tee, so zeigt sich diese
schonende Behandlung; des sperrigen und spröden Gutes als besonders t.3 nützlich.
..... ;. Damit das Hohldornrad, nach dem Ein=. füllen der Schüttgutdose in einen
der Dorne, frei passieren kann, ist ein Merkmal der Erfindung darin zu sehen, daß
der Ausschubkolben der Füllvorrichtung am Ende seines Vorwärtshubes einen doppelarmigen
Hebel betätigt, wodurch der Fülltrichter von der Mündung des Hohldornes abgehoben
wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, den Papierzulauf
schräg, d. h. auf einer geneigten Fläche von oben nach unten ungehemmt vorzunehmen
und vor den entsprechenden senkrecht zur Zuführung stehenden Hohldorn zu bringen.
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Die Schräglage ist insbesondere für dünnes Hüllmaterial, wie Zellophan,
bei seiner Zufuhr von Bedeutung. Immer muß dabei an die hohe Geschwindigkeit der
Maschine gedacht «-erden.
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Weiterhin zeigt die Maschine an der Papierzulauf- und V orfalzstelle
Papierauflagewinkel, deren einander gegenüberstehende Kanten abgephast sind und
von denen die in Förderrichtung hinten liegenden tiefer liegen, um ein sicheres
Auflaufen des Papiers zu gewährleisten. Außerdem dienen erfindungsgemäß seitlich
bewegliche Anschläge der Auflagewinkel als Ausrichtmittel.
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Wichtig ist, daß durch diese Anordnung das einzuführende Material
eine große Einlauftoleranz erhalten kann und das zulaufende Papier dennoch durch
die entsprechende Drehpunktanordnung in die gewünschte Lage gebracht wird, also
zwei Arbeitsgänge mit einer Bewegung erreicht werden.
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Wenn es auch im Prinzip bekannt ist, außer um das Hohldorn.rad an
einem zweiten Rad Vorrichtungen zur Beutelfertigung anzuordnen, so ist in diesem
Rahmen die Erfindung weiter durch ein um eine horizontale Achse drehbares Klappenrad
zur Aufnahme des gefüllten Beutels gekennzeichnet, wobei um das Klappenrad Verschlußstationen
angeordnet sind und zwischen Dornrad und Klappenrad eine Abstreifvorrichtung vorgesehen
ist. Auch hier wirkt sich die radiale Anordnung der Schüttgutkammern -des Dornrades
günstig aus, weil dieses infolge der Schrägstellung des Dornes sich selbsttätig
in den um diesen gebildeten Beutel füllt, so daß dieser unmittelbar nach dem Abziehen
geschlossen werden kann.
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Wesentlich für die Abstreifvorrichtung ist das Merkmal, daß die Schlitten
der schwenkbaren Abstreiflamellen bewegliche Falzschienen tragen, welche nach dem
Abstreifen des Beutels vom Hohldorn zwei gegenüberliegende Schmalseiten des Beutels
balgartig einist neu, auch wenn es im Prinzip be-@;nnt ist, Ausstoßvorrichtungen
gleichzeitig >Am Einfalten eines noch offenen Beutelteiles zu verwenden, weil dadurch,
daß die Schwenkliebel eine Kreisbewegung ausführen und sich ihre vorderen Enden
in der Beutelschmalseitenmitte etwas außerhalb der Beutelbreitseitenhöhe treffen,
wobei zugleich eine Falzschiene die Beutelschmalseiten einknickt, die gewünschte
Beutelbreite erhalten bleibt. Die Nocken sind mittels Führungsstangen im Schlitten
geführt. Federn halten den Nocken in seiner Ausgangsstellung; Federn sorgen weiter
dafür, daß -die Hebel ihre Ausgangsstellung beibehalten. Die Führungsstangen sind
durch den Schlitten hindurchgeführt. An ihrem innren Ende sind die Falzschienen
vorgesehen, die den Beutel an seinen schmalen Längsseiten in der Mitte nach innen
falten und von den Schwenkhebeln bei ihrem Arbeitsgang dadurch unterstützt werden
müssen, daß diese das Papier,, welches die Falzschienen nach innen ziehen, von außen
heranführen, so daß eine sichere, gleichmäßige Falzeng erreicht wird.
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Durch den Anspruch i soll nur die Vereinigung aller darin angegebenen
Mittel in der bestimmten angegebenen Reihenfolge geschützt werden. Ein Teilschutz
auf einzelne dieser Mittel wird nicht in Anspruch genommen. Die Ansprüche :2 bis
8 sind reine Unteransprüche, deren Inhalt nur in Verbindung mit dem Gegenstande
des Anspruchs i geschützt sein soll. Anspruch 9 ist ein Nebenanspruch, dessen Inhalt
sowohl für sich allein als auch in Verbindung mit dem Inhalt der vorhergehenden
Ansprüche geschützt sein soll. Anspruch io dagegen ist nur ein reiner Unteranspruch
zu Anspruch 9 ohne selbständige Schutzwirkung.
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Auf der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. i schematisch die zum Verständnis
der Erfindung notwendigen Teile dar.
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Fig.2 veranschaulicht den Füllkolben und einen Teil des Hohldornrades.
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Fig. 3 bis 7 veranschaulichen den Vorfalzapparat und die Papierzuführung.
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Fig. 3 veranschaulicht von der Seite gesehen die Vorrichtung zum Vorfalzen
des Papiers über den Dorn des Dornrades sowie die Vorrichtung zum Abschneiden des
Papiers.
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Die in Fig. 3 veranschaulichte Vorrichtung ist in Fig. d. in Draufsicht
verkleinert dargestellt.
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Fig. 5 zeigt die Papierzufuhrrolle, während Fig. 6 und 7 verschiedene
Konstruktionen der Papierauflagewinkel darstellen.
Fig.8 bis 13
stellen den Abstreifapparat dar.
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Fig. 8 zeigt die Abstreifvorrichtung von der Seite gesehen.
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Fig. 9 zeigt die Vorrichtung von vorn als Schlitten ausgebildet, wie
Fig. io im Schnitt erkennen läßt.
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Fig. i l zeigt die Aufhängungsgabel für die Schlitten, von dem Fig.
12 eine Draufsicht darstellt.
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Fig.13 zeigt den Abstreifvorgang schematisch.
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Das Schema der Fig. i läßt um ein Hohlclornrad folgende Vorrichtungen
der erfindungsgemäßen Maschine erkennen: A die Füllvorrichtung, B den Papierzulauf
und den Vorfalzapparat, C die Abstreifvorrichtung mit dem Klappenrad.
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Von einem aus Fig..2 ersichtlichen Fülltrichter, der sich über einer
Dosiervorrichtung hefindet, welche leicht auf gewünschte Gewichtsmengen einzustellen
ist, gelangt das Schüttgut nach dem Abdosieren in einen darunter befindlichen Behälter,
der auch in Fig. i dargestellt ist. Unter diesem wird das Schüttgut dein jeweils
an dieser Station betindlichen Hohldorn zugeführt, wie punktiert erkennbar ist.
Dieser Hohldorn wird nun von der Station A zur Station B weitergeschaltet. Dieser
wird das links oben angeordnete Hüllmaterial, z. B. Zellglas oder Papier, mittels
Zugwalzen zugeführt, abgeschnitten und [J-f' rinig um den Hohldorn herumgelegt und
mittels Klemmhebel festgehalten.
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In den folgenden Stationen werden Längsnahtfalze erzeugt und verschlossen.
Der um den Hohldorn gebildete, soweit fertiggestellte Beutel gelangt dann nach Station
C, wo er abgestreift wird und wobei durch die gegebene Schrägstellung,des Dornes
das Schüttgut von selbst in den Beutel hineinfällt und in Taschen des darunter befindlichen
Klappenrades geführt wird.
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Es folgt nun die Beschreibung der einzelnen Vorrichtungen. StationA
(Fig. i und 2) Mit i ist der Füllgutbehälter oder Vorfüllkasten bezeichnet, 2 ist
die Dosiertrommel, 3 ist der Fülltrichter und 4. ist das Dornrad.
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Auf dein Boden 5 des Fülltrichters 3 ist ein Schwingfüllkolben 6 geführt,
der seinen Drehpunkt auf einer Achse 7 hat, mit der er fest verbunden ist, während
der Fülltrichter 3 mit seinem Bodenstück 5 auf der Welle 7 lose gelagert ist.
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Am Teil 5 sitzt ein Bolzen 8, gegen den ein Arm 9 eines auf einem
Zapfen io eines Lagersockels i i gelagerten, doppelarmigen Hebels anschlägt. Der
andere Arm 12 des Anschlaghebels liegt gegen eine Stellschraube 13 des Kolbens 6
an. Am Teil 5 ist ferner eine Stellschraube 14 vorgesehen, die gegen einer Anschlag
15 des Sockels i i zu liegen kommt, wofür eine Feder 16 sorgt. Diese Stellschraube
14 regelt den Abstand des Fülltrichters 3 zwischen dem Hohldorn 17 des Dornrades
.4, während die Schraube 13 bei Auftreffen auf den Arm 12 des Anschlaghebels bewirkt,
daß der Arm 9 mit Hilfe des Bolzens 8 den Fülltrichter vom Dorn 17 des Dornrades
.4 abhebt, damit, wenn der Kolben die Füllung des Gutes in den Füllraum 18 des Dornes
17 bewirkt hat, das Dornrad beiiti \@Teiterdrehen ungehindert vorbei kann. Der Kolben
6 steht auch in seiner vordersten Stellung etwas von dem Dorn 17 ab.
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Durch die Anordnung des Füllkolbens 6 wird erreicht, daß das Schüttgut
(Tee) für den folgenden Hohldorn 17 bereits auf dem Füllkolben 6 lagert, so daß
damit eine wesentliche Zeitersparnis gegeben ist, weil das Schüttgut den Weg von
der Dosiervorrichtung 2 bis zu dem Füllkolben 6 bereits zurückgelegt hat, wenn der
zu füllende Hohldorn 17 an dieser Station ankommt. Dadurch wird eine höhere Tourenzahl
erzielt. Station B (Fig. 1, 3 bis 7) Das Dornrad d. mit dem gefüllten Dorn 17 wird
nun weitergeschaltet und vor die Umhüllungsstotfzuführung gebracht. Diese besteht
aus der Zufuhrvorrichtung für das Papier o. dgl., der die zwangsläufig angetriebenen
Rollen 19, 2o dienen.
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Die Rolle 20 ist abschwenkbar gelagert, so dali sie nach Erreichung
der gewünschten Papierlänge zwangsläufig nur so weit abgehoben wird, daß das Papier
nicht mehr weitergefördert wird.
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Eine Rolle 21 ist als Bremsrolle vorgesehen, die von einer Bremse
22 dem Arbeitsrhythmus entsprechend gehemmt wird.
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Zuschnitt und V orfalzen sind weitere Aufgaben dieser Station, d.li.
daß das zur C:nr hüllung vorgesehene Papier in einstellbarer Länge abgeschnitten
und mittels Falzwänden über den Dorn 17 vorgefalzt wird. Kurvengesteuerte, am Dornrad
vorgesehene Greifer dienen dann dazu, das v orgefalzte Umhüllungsblatt über dem
Dorn zu halten. 'Mit 23 ist ein Schlitten bezeichnet, der von einem Hebel 24 angetrieben
wird. Der Schlitten ist auf einer Gleitbahn 25 (Fig. @.) geführt, die mit dem Maschinengestell
durch Schrauben 26 verbunden ist. An dem Schlitten 23 sind die Vorfalzwände 27 und
28 befestigt, die an einer Gleitschiene 29 Führung haben. Zwischen ihnen ist ein
Kolben 30 federnd angeordnet, dessen Kolbenstange 31 durch die Bohrung eines
Joches 32 geführt ist. Die
Papierbahn wird zwischen den `Walzen
i9, 2o hindurch zwischen zwei Führungsplatten 33 und 34 geleitet. An den Falzwänden
27 und 28 des Schlittens 23 sind Papierauflagewinkel 35, 36, 37 und 38 vorgesehen,
deren einander gegenüberstehende Kanten abgephast (abgeschrägt) sind und von denen
die Schuhe 36 und 38 etwas tiefer liegen, um das durchhängende Papier aufzufangen.
Mit 39 ist eine Papierauflageplatte bezeichnet, die einen verstellbaren Anschlag
4o besitzt.
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An den Papierauflagewinkeln 35 und 36 sind (s. Fig. 6) um Bolzen 41
schwenkbare Klappen 42 vorgesehen, die durch Federn 43 an die Winkel 35 oder 36
angedrückt werden. Diese Klappen haben die Aufgabe, das mit Spiel über die Papierauflagewinkel
gelaufene Papier oder Hüllmaterial gegen die seitlichen Wände der Winkel 37 und
38 zudrücken und auf diese Weise auszurichten, bevor die Falzwände 27 und 28 in
Funktion treten und, durch den Hebel 24 betätigt, über einen Dorn 17 laufend, das
Papier um den Dorn 17 herumschlagen, während der Kolben 3o den Boden des in Bildung
begriffenen Beutels auf dem Dorn 17 federnd festhält. In der oberen Stellung des
Schlittens 23 werden die Klappen 42 durch eine Weiche 44, die an einer Traverse
45 befestigt ist, entgegen der Wirkung der Feder 43 von den Winkeln abgedrückt,
so daß das Papier im Zulauf nicht gehemmt ist.
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Wie Fig. 4 zeigt, sind die Teile 35 bis 38 mit Schrauben an den Falzwänden
27 und 28 befestigt. Sie können aber auch, wie Fig. 7 veranschaulicht, schwenkbar
an den Falzwänden angeordnet sein. Als Schwenkpunkt dient der Bolzen 46.
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Diese schwenkbaren Papierauflageplatten dienen bei entsprechender
Anordnung ihres Drehpunktes zugleich als Ausrichtemittel für das zugeführte Material.
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Wichtig .ist, daß durch diese Anordnung das einzuführende Material
eine große Einlauftoleranz erhalten kann und das zulaufende Papier dennoch durch
die entsprechende Drehpunktanordnung in die gewünschte Lage gebracht wird, also
zwei Arbeitsgänge mit einer Bewegung erreicht werden.
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Eine Feder 47 hält eine Rolle 48 des Teiles 36 bei dessen Horizontallage
gegen einen Anschlag 49, der von der Traverse 45 gegebenenfalls ausgeht.
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Die Arbeitsweise der Papierauflagewinkel ist folgende: Beim Herabgehen
des Schlittens 23 entfernt sich die Rolle 48 des an den Falzwänden angelenkten Teiles
36 von ihrem Anschlag 49, so .daß die Feder 47 zur Wirkung gelangen kann und den
Teil 36 um den Zapfen 46 um 9o° bis zum Anschlag 5o schwenkt. In gleicher Weise
sind die übrigen Papierauflagewinkel 35, 37 und 38 angeordnet.
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Ein Messer 51 zum Abschneiden der Papierbahn arbeitet mit einem Messer
52 zusammen. Am Dornrad .4 sind federnde, schwenkbare Greifermittel 53 und 54 vorgesehen
(Fig. i). Die Greifer öffnen sich erstens dann, wenn die Falzwände 2;, 28 niedergehen,
und zweitens, wenn der über dem Dorn 17 vorgebildete, gefüllte Beutel abgestreift
und in das Klappenrad 55, wie später beschrieben ist, gebracht werden soll.
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Die Greifermittel 53 und 54 des Dornrades werden gleich den Greiferinitteln
56 und 57 des Klappenrades 55, wie aus der Fig. i ersichtlich ist, durch Kurvenscheiben
58 bzw. 59 gesteuert, die jeweils auf den Lagerwellen 6o und 61 der beiden Räder
angeordnet sind. Die Scheiben 58 und 59 erhalten ihren Antrieb von einer Zentralkurvenscheibe
62 aus über ein Hebelgestänge 63, das auf einer Welle 64 verzapft ist und beispielsweise
aus einem dreiarmigen Hebel besteht, an dessen einem Ende eine Rolle 65 vorgesehen
ist, die auf der Kurvenscheibe 62 läuft, während die anderen Enden des Hebels mit
Stangen 66 und 67. versehen sind, die die Triebverbindung mit den Kurvenscheiben
59 und 58 herstellen. Station C (Fig. 1, 8 bis 13) Der, wie eingangs beschrieben,
gebildete Beutel wird nach dem Falzen und Verschließen der Längsnaht mit dem Dornrad
vor eine Abstreifv orrichtung, in deren Höhe sich die Greifer 53, 54 zwangsläufig
öffnen, gebracht. Die Abstreifvorrichtung besteht aus zwei Schlitten 68 und 69,
die in Schienen 7o und 71 geführt sind. An den Schlitten sind die zum Abstreifen
erforderlichen Elemente vorgesehen. In den Kanten der Breitseiten des Hohldornes
17 sind vier Längsnuten 72 vorgesehen, so daß Raum genug entsteht, daß Abstreiflamellen
73 zwischen die Umhüllung und den Dorn 17 fassen können. Diese Lamellen bestehen
aus Blattfedern, welche auf Schwenkhebeln 74 angeordnet sind, die an den oberen
Enden von Wellen 75 sitzen. Am unteren Ende der Wellen 75 sitzen Hebel 76, die von
Nocken 77 dann betätigt werden, wenn der Beutel von dem Dorn 17 abgestreift ist
und zwischen die Führungswände 78 und 79 (Fig. i) eines Klappenrades 55 gebracht
worden ist. Dadurch werden die Hebel 74 einander genähert und der Beutel an seinem
oberen Ende zusammengeklappt.
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Dadurch, daß die Hebel 74 eine Kreisbewegung ausführen und sich ihre
vorderen Enden in der Beutelschmalseitenmitte etwas außerhalb der Beutelbreitseitenhöhe
treffen, wobei zugleich eine Falzschiene 8o die Beutel-
Schmalseiten
einknickt, bleibt die gewünschte Beutelbreite erhalten. Die Nocken 77 sind mittels
Führungsstangen 81 und 82 im Schlitten 68 bzw. 69 geführt. Federn 83 halten den
Nocken in seiner Ausgangsstellung; Federn 84 sorgen dafür, daß die Hebel 74 ihre
Ausgangsstellung beibehalten. Die Führun-stan- 1181 und 82 it s e sind durch den
Schl ten 68 hindurchgeführt. An ihrem inneren Ende sind die Falzschienen 8o vorgesehen,
die den Beutel an seinen schmalen Längsseiten in der Mitte nach innen falten und
von den Teilen 74 bei ihrem Arbeitsgang dadurch unterstützt werden müssen, daß diese
das Papier, welches die Falzschienen 8o nach innen ziehen, von außen heranführen,
so daß eine sichere, gleichmäßige Falzurig erreicht wird.
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Die federnden Nocken 77, die, wie bereits erwähnt, mit den Falzschienen
8o durch Führungsstangen 81 bzw. 82 verbunden sind, besitzen in ihrer rückwärtigen
Verlängerung Pollen 85, die durch Weichen 86 beim Niedergehen der Schlitten betätigt
werden. Zum An: trieb der Schlitten dient ein gabelförmiger Hebel 87, an dem die
Schlitten durch Hebel 88 angelenkt sind.
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Der durch die Arme 74 zusammengelegte obere Beutelrand wird von Klappen
56 und 57. die am Klappenrad gelagert sind, erfaßt. Dcr Abstand der Klappen voneinander
ist durch Stellschrauben regelbar. Geöffnet werden die Klappen durch eine kurvengesteuerte
Rolle.