DE69711684T2 - Verpackungsmaschine mit sich drehender einwickelanordnung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Verpackungsmaschinen zum Verpacken oder Einwickeln von Gegenständen und insbesondere eine Verpackungsmaschine für einen Gegenstand oder ein Bündel von Gegenständen, der/das in ein Einwickelmaterial eingewickelt werden soll, das im folgenden allgemein als Folie bezeichnet wird, und der/das zum Einlegen in einen Behälter bereit ist/sind.
• Dort, wo große Stückzahlen von Gegenständen mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden und in Behälter gepackt werden müssen, ist es erwünscht, daß der Verpackungsvorgang so schnell und reibungslos wie möglich ohne allzu viele Unterbrechungen an dem Strom der Gegenstände ausgeführt wird. Die Geschwindigkeit eines solchen Vorgangs wird jedoch im allgemeinen durch die Notwendigkeit eingeschränkt, bestimmte Vorgänge bei stationärem Mechanismus auszuführen, insbesondere wenn zwei die fertige Verpackung bildende separate Elemente zusammengebracht werden.
• Ein Beispiel für eine ältere Art einer Maschine, bei der man sich speziell um die Beseitigung dieser Probleme bemüht hat, ist in dem USA-Patent Nr. 3,579,952 beschrieben, die diese Artikel verpacken kann, beispielweise in einem kontinuierlichen Strom in eine obere Lage zugeführte Zigaretten, während in einer unteren Lage offenendige Pakete gebildet werden, und bei der eine mittlere Lage einen Mechanismus enthält, der die Bündel in das Paket schiebt, die Pakete verschließt und sie in einem kontinuierlichen Strom befördert. Die Maschine kann sich kontinuierlich um eine vertikale Achse an einem kontinuierlichen Vorrat von Zigaretten und an einem kontinuierlichen Vorrat von jedem der Verpackungsmaterialien vorbei drehen. Bekannte Maschinen dieser Art kranken jedoch an beträchtlicher Kompliziertheit, insbesondere weil eine große Anzahl von sich radial hin- und herbewegenden Teilen in der Konstruktion vorhanden ist und dadurch notwendigerweise eine Obergrenze für die mögliche Betriebsgeschwindigkeit der Maschine gesetzt wird.
• Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit einer drehbaren Anordnung, wobei die Anordnung ein Mittel zum Aufnehmen einer in einer im wesentlichen tangentialen Ebene orientierten Hülle an einer ersten Drehstellung der Anordnung, ein Mittel zum Umorientieren der Hülle an einer zweiten Drehstellung in eine im wesentlichen senkrecht zu der Achse der Anordnung liegende Ebene, ein Mittel zum Vorwärtsbewegen eines einzuwickelnden Gegenstands in Axialrichtung, so daß eine Hülle in der senkrechten Ebene abgefangen wird und der Gegenstand zum Teil darin eingewickelt wird, und ein Mittel zum Aufnehmen des zum Teil eingewickelten Gegenstands umfaßt.
• Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Aufnehmen der Hülle ein Kissen mit einer Öffnung, wobei das Kissen in eine Stellung schwenkbar ist, in der die Öffnung mit einer hüllenbildenden Tasche ausgerichtet wird, und an der Gegenstände durch die Öffnung geführt werden, um die Hülle aufzunehmen und sie in die Tasche zu befördern.
• Vorzugsweise umfaßt der Drehmechanismus mehrere Gegenstandseinwickelstationen, von denen jede eine hüllenbildende Tasche mit einer Eintrittsöffnung umfaßt, die in ihrer Arbeitsstellung axial mit der Öffnung in einem entsprechenden hüllenaufnehmenden Kissen ausgerichtet ist, und eine Austrittsöffnung, aus der Gegenstand mit der umgelegten Hülle ausgeworfen wird.
• Vorzugsweise wird das Bündel mit der herumgelegten Folie in eine weitere Formervorrichtung aufgenommen, und die hüllenbildende Tasche kann dann in eine Stellung bewegt werden, in der sie den Eingang der weiteren Formervorrichtung freigemacht hat, so daß ein geeignetes Verschlußmittel an dem hinteren Ende des umhüllten Gegenstands angreifen kann. Bei einer bevorzugten Anordnung können das hüllenaufnehmende Kissen und die formende Tasche zwischen den erforderlichen Positionen schwenken, wenn sie sich mit Hilfe von mit einer Kurbelwelle verbundenen Kurbelgetrieben um die Trommel herum drehen.
• Demgemäß kann die vorliegende Erfindung bei einer Verpackungsmaschine verwendet werden, die kontinuierlich arbeiten kann und ohne weiteres an die Behandlung von Gegenständen oder Materialien mit sehr verschiedenartiger Beschaffenheit angepaßt werden kann, und die so funktioniert, daß sie Gegenstände in Behälter einführt, während sich die Behälter und die Gegenstände miteinander abgestimmt bewegen.
• Im folgenden wird eine Ausführungsform beispielhaft an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 ein Materialflußschema einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, das den Weg der Produkte durch das Verfahren darstellt;
• Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung ist, die die Bewegung der Hauptteile darstellt;
• Fig. 3 eine ausführlichere perspektivische Ansicht der Trommel und der Formungstaschen von Fig. 2 ist;
• Fig. 4 ein radialer Querschnitt der Trommel von Fig. 3 ist;
• Fig. 5 ein vergrößerter perspektivischer Querschnitt einer bevorzugten anderen Form des Folienkissenmechanismus ist;
• Fig. 6 ein weiterer vergrößerter perspektivischer Querschnitt des Mechanismus von Fig. 5 ist;
• Fig. 6a ein axialer Querschnitt durch den Mechanismus von Fig. 6 ist;
• Fig. 6b eine perspektivische Ansicht des Mechanismus von Fig. 6 von unten ist;
• Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht ist, die das Zusammenwirken zwischen der Trommel und ihrem Eingabeförderer zeigt;
• Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Folienkissens ist;
• Fig. 9 eine Seitenansicht des Folienkissens von Fig. 8 ist; und
• Fig. 10 eine Teilschnittansicht des Folienkissens von Fig. 8 ist.
• In den Fig. 1 und 2 umfaßt die Vorrichtung zuerst eine sich drehende Trommel 2, die Gruppen 4 von zu verpackenden Gegenständen in einem ersten Umfangsbereich 6 der Trommel aufnimmt, wobei die Gegenstände, in diesem Falle Zigaretten, in Taschen 8 auf einem Förderer gefördert werden. Wie gezeigt ist, läuft dieser Förderer nahe an einem Umfangsrand der Trommel vorbei, wie weiter unten ausführlicher an Hand von Fig. 6 beschrieben wird; und bei der Behandlung werden die Gegenstände in Axialrichtung bewegt, während sie in der von den Stationsnummern 1-10 bezeichneten Reihenfolge um die Trommel herum befördert werden, wobei die zusammengefügten Packungen nach annähernd einem Drittel des Weges um die Trommel herum und von dem gegenüberliegenden Umfangsrand der Trommelanordnung aus die Trommel an dem Bereich 10 verlassen. Dann werden die Gegenstände von einem weiteren Förderer 12 von der Trommel weg gefördert.
• Fig. 2 stellt auch schematisch die Anordnung zum Aufnehmen und Handhaben der Folie dar, die beim Einwickeln der Artikel verwendet wird und, wie gezeigt ist, wird eine Folienbahn 14 in bekannter Weise auf eine Aufnahmewalze 16 geführt, auf der vorgeschnittene Abschnitte 18 zum aufeinanderfolgenden Übertragen auf Folienaufnahmekissen 20, 22, 24, 26 usw. durch Saugkraft in Stellung gehalten werden.
• Wie in Fig. 2 zu sehen ist, dreht sich die Trommel 2 im Uhrzeigersinn, so daß die aufeinanderfolgenden Folienaufnahmekissen 20, 22, 24, 26 usw. durch die Folienaufnahmestation laufen, und der Mechanismus ist so angeordnet, daß dann, wenn sich jedes Folienaufnahmekissen der Aufnahmestelle nähert, dieses aus einer sich vorher radial erstreckenden Orientierung (nicht dargestellt) abwärts gekippt wird, bis es die tangential orientierte Stellung 26 zum Ausrichten mit der Walze 16 erreicht. Wenn die Drehung weitergeht, werden die Kissen progressiv in die sich radial erstreckende Stellung 20 zurückgeführt und sind bereit zum Zusammenwirken mit ankommenden Gruppen von Gegenständen am Bereich 6 der Trommel. Die verschiedenen Orientierungen der Kissen sind von der anderen Seite der Trommel her in der ausführlicheren perspektivischen Ansicht von Fig. 3 zu sehen.
• Jedes Folienaufnahmekissen weist eine mittige Öffnung 30 auf (Fig. 1), und in der radial orientierten Stellung 28 (Fig. 1 und 3) ist die Öffnung mit der Eintrittsöffnung einer entsprechenden Folienformertasche 32 ausgerichtet.
• In dieser Stellung wird jedes ankommende Bündel von Gegenständen mit der Öffnung 30 des Folienaufnahmekissens 28 ausgerichtet, während es sich in der oben beschriebenen, radial orientierten Position befindet und wie ausführlicher in der Querschnittsansicht von Fig. 4 dargestellt ist. Wie in Fig. 7 zu sehen ist, werden die die ankommenden Bündel tragenden Sammeltaschen 34 auf einem Zahnriemen 35 getragen, der mit entsprechenden, an den radialen Vorsprüngen 39 der Trommel 2 ausgebildeten Zähnen 37 zusammenwirkt. Wenn sich der Riemen der Trommel nähert, werden die Taschen zwischen die Vorsprünge 39 eingelegt, so daß sie sich mit einer Schiebevorrichtung 40 ausrichten, die an einer sich hin- und herbewegenden Schlittenanordnung 42 angebracht ist, die in Axialrichtung beweglich ist, wie der Pfeil X in Fig. 4 anzeigt.
• Das Überführen eines ankommenden Bündels von Gegenständen auf die Trommel 2 braucht nicht mittels des mit Taschen versehenen Riemens 35 zu erfolgen. Insbesondere kann eine axial versetzte, mit Taschen versehene Trommel zum Überführen der Bündel vorgesehen werden.
• Die mit Taschen versehene Riemenanordnung ist deutlicher bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 dargestellt. In dieser Stellung ist das Bündel von Gegenständen mit der Öffnung 30 des Folienaufnahmekissens 28 ausgerichtet, während die Folie 18 durch Saugwirkung an der Außenseite gehalten wird. Die Fig. 6 und 6a zeigen auch die schwenkbare Halterung 68 des Folienaufnahmekissens. Wenn die Halterung 31 der Folienformertasche 32 axial orientiert wird, wird der Tascheneingang mit dem Ausgang der Öffnung 30 ausgerichtet, und dann wird der Ausgang der Folienformertasche mit dem Eingang einer Aufnahmetasche 44 ausgerichtet (siehe Fig. 1). Mithin wird in Betrieb, wenn die Schiebevorrichtung 40 betätigt wird, das Bündel von Gegenständen 34 ausgehend von der axial nach innen gerichteten Stellung von Fig. 5 durch die Öffnung 30 geschoben und befördert die Folie 18 in die Folienformertasche 32, so daß sie um das Bündel herum gelegt wird und in die Aufnahmetasche läuft. Dann belegt die Schiebevorrichtung die nach außen gerichtete Stellung gemäß Fig. 6. Aus dieser Stellung wird das eingewickelte Bündel, wenn das Verschließen beendet ist (siehe unten) in eine Stellung übergeführt, in der es mit einem wartenden Paket zusammengreift, wie beispielsweise bei 46 in Fig. 1 gezeigt ist.
• Es ist zu erkennen, daß dann, wenn das zu Anfang eingewickelte Bündel in die Aufnahmetasche 44 aufgenommen wird, das hintere Ende 48 immer noch offen ist und um das Ende des Bündels herum gelegt werden muß. Mithin ist dann notwendig, daß in das Ende ein Folienverschlußwerkzeug eingreift, und um das zu erreichen, muß die Folienformertasche 32 so bewegt werden, daß sie das hintere Ende 48 freigibt. Wie bei der Anordnung gemäß den Fig. 6, 6a und 6b dargestellt, ist die Folienformertaschenhalterung 31 schwenkbar bei 50 auf der Stütztrommel gelagert und durch eine Verbindungsstange 54 mit einer auf einer Kurbelwelle 57 angebrachten drehbaren Kurbel 55 verbunden. Mithin dreht sich die Kurbel 55, wenn die Schiebevorrichtung 40 zurückgezogen ist, so daß die vorhergehende Taschenhalterung 31 in der Richtung 56 abwärts gekippt wird, so daß das Ende 48 der offenen Packung freigegeben wird.
• Die Kippbewegung des Folienkissens 28 kommt, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, mit Hilfe einer weiteren Verbindungsstange 58 zustande, die in ähnlicher Weise mit Hilfe eines weiteren Kurbelarms 70 betätigt wird.
• Fig. 6a stellt auch dar, wie die Vakuumversorgung mit dem Folienkissen 28 verbunden wird, damit diese das Kissen aufnehmen und loslassen kann. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, steht ein Vakuumeinlaß 72 mit einem axialen Kanal 74 in der Trommel in Verbindung, und der Durchlaß 74 ist wiederum mit Hilfe eines radialen Kanals 78 mit einem drehbaren Verbindungsstück 80 in dem Drehpunkt 68 verbunden. Eine gebohrte Öffnung 82 verbindet dieses Verbindungsstück mit dem Körper der Folienplatte 28, wie im einzelnen in der vergrößerten Ansicht gemäß den Fig. 8 bis 10 gezeigt ist.
• Wie am besten in den Fig. 8 und 10 zu sehen ist, weist das Folienkissen 28 eine Schichtstruktur auf, wobei der Hauptkörper 84 ausgeschnitten und ausgespart ist, so daß die mittige Öffnung 30 und vier Vakuumhohlräume 86, 88, 90 und 92 bereitgestellt werden, von denen jeder über in einer Deckplatte 96 ausgebildete Saugöffnungen 94 mit der Folienaufnahmefläche des Kissens in Verbindung steht.
• Wie am besten aus Fig. 8 zu ersehen ist, sind die zwei Vakuumhohlräume 88 und 90 beide mit Hilfe des Ausschnitts 98 mit dem Vakuumkanal 82 verbunden, während die zwei Hohlräume 86 und 92 durch einen Kanal 100 verbunden sind, wobei der Hohlraum 86 mit Hilfe der Öffnung 102 mit einer gesonderten Vakuumduelle verbunden ist. Dadurch wird die unabhängige Steuerung der Saugkraft an den äußeren Enden der Folie über die Hohlräume 86 und 92 und in den Innenbereichen über die Hohlräume 88 und 90 ermöglicht. Auf diese Weise können das Aufnehmen und das Loslassen der Folie in den erforderlichen Betätigungsphasen der Vorrichtung genau gesteuert werden.

Claims (16)

1. Verpackungsmaschine mit einer Drehanordnung (2), welche Drehanordnung Mittel zur Aufnahme einer Umhüllung (14) umfassen, die in einer ersten Drehstellung der Anordnung zu einer im wesentlichen tangentialen Ebene ausgerichtet ist, Mitteln (20, 22, 24, 26) zum Ausrichten der Umhüllung in einer zweiten Drehstellung zu einer zweiten Ebene, die zur Achse der Drehanordnung im wesentlichen senkrecht ist, Vorschubmitteln zum Vorwärtsbewegen eines zu umhüllenden Gegenstandes in der Weise, dass er eine Umhüllung in der zweiten Ebene auffängt und teilweise darin eingehüllt wird, und Mitteln für die Aufnahme des teilweise umhüllten Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubmittel so ausgebildet sind, dass sie den Gegenstand zum Auffangen der Umhüllung in einer axialen Richtung vorwärts bewegen.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, bei der die Aufnahmemittel eine Abstützfläche für die Umhüllung und Saugmittel zum Halten der Umhüllung an der Abstützfläche umfassen.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 2, bei der die Abstützfläche eine Öffnung umgibt, durch die der Gegenstand von den Vorschubmitteln vorwärtsbewegt wird.

4. Verpackungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Abstützfläche auf einem Kissen gebildet ist, das bei einer Drehung der Anordnung zwischen der tangentialen und senkrechten Ebene schwenkbar ist.

5. Verpackungsmaschine nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Saugmittel Mittel zum unabhängigen Zuführen von Unterdruck zu unterschiedlichen Bereichen der Abstützfläche umfassen, wodurch der Unterdruck unabhängig an unterschiedliche Bereiche einer Umhüllung angelegt werden kann.

6. Verpackungsmaschine nach Anspruch 5, bei der die unterschiedlichen Bereiche mindestens einem inneren und mindestens einem äußeren Bereich einer Umhüllung entsprechen.

7. Verpackungsmaschine nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der die Mittel zur Aufnahme des teilweise umhüllten Gegenstandes eine Formtasche umfassen, durch die der Gegenstand und die aufgefangene Umhüllung von den Vorschubmitteln bewegt werden.

8. Verpackungsmaschine nach Anspruch 7, die ferner aufweist: eine Aufnahmetasche zum Aufnehmen des teilweise umhüllten Gegenstandes aus der Formtasche, und Umhüllungsverschlussmittel zum Erfassen der Umhüllung, während der Gegenstand in der Aufnahmetasche angeordnet ist.

9. Verpackungsmaschine nach Anspruch 8, die ferner aufweist: Mittel zum Verstellen der Formtasche bei Drehung der Anordnung, um einen Zugang der Umhüllungsschlussmittel zu einem nacheilenden Abschnitt eines teilweise umhüllten Gegenstandes in einer Aufnahmetasche zu ermöglichen.

10. Verpackungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Vorschubmittel Stößelmittel aufweisen, die bei einer Drehung der Drehanordnung zwischen einer ersten Drehstellung, in der ein Gegenstand erfasst wird, und einer zweiten Drehstellung, in der der teilweise umhüllte Gegenstand von einer Aufnahmetasche aufgenommen wird, betätigbar sind.

11. Verpackungsmaschine nach Anspruch 3, bei der die Drehanordnung mehrere Gegenstandsumhüllungsstationen aufweist, wobei jede eine Umhüllungsformtasche aufweist, welche eine Einlassöffnung, die in ihrer Betriebsstellung zu der Öffnung in einer entsprechenden Abstützfläche der Aufnahmemittel axial ausgerichtet ist, und eine Auslassöffnung, aus der der umhüllte Gegenstand ausgeworfen wird, hat.

12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 11, bei der der umhüllte Gegenstand nach ihrem Auswurf aus der Umhüllungsformtasche von einer Aufnahmetasche aufgenommen wird und die Umhüllungsformtasche dann in eine Stellung bewegbar ist, in der sie den Einlass der Aufnahmetasche freigibt, damit das nacheilende Ende der Umhüllung von geeigneten Verschlussmitteln erfasst werden kann.

13. Verpackungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, die ferner aufweist: mit Taschen versehene Fördermittel zum Fördern aufeinanderfolgender Gegenstände zu der oder jeder Gegenstandsumhüllungsstation, und hin- und hergehende Stößelmittel, die so ausgebildet sind, dass sie den Gegenstand durch die Öffnung hindurch in die Umhüllungsformtasche einschieben.

14. Verpackungsmaschine nach Anspruch 13, bei der die Umhüllungsformtaschen an einer Trommel angebracht und in der Umhüllungsstellung in einer Tangentialebene relativ zu der Trommel ausgerichtet sind, und dass der Stößel in einer axialen Richtung in dieser Ebene bewegt wird.

15. Verpackungsmaschine nach Anspruch 14, bei der die Aufnahmemittel an der Trommel schwenkbar angebracht sind und zwischen ihren Betriebsstellungen mittels eines mit der Trommel verzahnten, kurbelbetätigten Mechanismus bewegt werden.

16. Verpackungsmaschine nach Anspruch 15, bei der die Umhüllungsformtaschen ebenfalls schwenkbar an der Trommel angebracht und mittels eines kurbelbetätigten Mechanismus, der mit der Trommel verbunden ist, vorbei an dem nacheilenden Ende des umhüllten Gegenstandes kippbar sind.