DE69725768T2

DE69725768T2 - Verfahren zum Umhüllen von Paketen

Info

Publication number: DE69725768T2
Application number: DE69725768T
Authority: DE
Inventors: Fiorenzo Draghetti
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: IT1285617B1; CN1081571C; DE69725768D1; US5845464A; EP0795472A1; ITBO960142A0; EP0795472B1; ITBO960142A1; CN1166433A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umhüllen von Gegenständen.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Anwendung in kontinuierlich betriebenen Verpackungsmaschinen, insbesondere in Zellophanierungsmaschinen für Gegenstände, z. B. für Päckchen oder Packungen von Zigaretten, auf welche sich die folgende Beschreibung rein beispielhaft bezieht.
Den Verpackungsmaschinen des vorgenannten Typs werden eine Anzahl von Gegenständen fortlaufend zugeführt und mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang einer Zuführungsbahn zu einer Verpackungsstation geleitet, in welcher jeweils ein Blatt aus synthetischem transparentem Material (normalerweise aus Polypropylen) um jeden zu verpackenden Gegenstand zu einem U gefaltet wird.
Der Gegenstand und das Blatt werden im Falle von schrittweise betriebenen Verpackungsmaschinen, bei welchen jedes Blatt gewöhnlich an der Verpackungsstation festgehalten wird, bis es mit dem Gegenstand ausgerichtet ist, üblicherweise ohne Schwierigkeiten zueinander ausgerichtet. Andererseits ergeben sich Probleme, wenn sowohl das Blatt als auch der Gegenstand kontinuierlich durch die Verpackungsstation zugeführt werden, und es ist in diesem Fall relativ schwierig, das Blatt während der Bildung der Verpackung in Bezug zum Gegenstand in der richtigen Position zu halten.
Dieselben Probleme ergeben sich auch bei schrittweise betriebenen Verpackungsmaschinen, wenn das Blatt, um die Ausgangsgeschwindigkeit der Maschine zu erhöhen, in der Verpackungsstation nicht festgehalten wird.
Beispiele von Maschinen der vorerwähnten Typen sind in EP 0443787 , GB 2014938, EP 0532944 und GB2213456 beschrieben.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verpackungsverfahren zu entwickeln, mit welchem die vorerwähnten Probleme zufriedenstellend gelöst werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Umhüllen von Gegenständen entsprechend Patentanspruch 1 vorgesehen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens bildet das Blatt einen Endbereich eines endlosen Streifens und wird mittels eines Schneidvorganges gebildet, welcher bevorzugt durchgeführt wird, wenn das Blatt und der betreffende Streifen mit der ersten Bewegung zugeführt werden.
Weiterhin umfasst die zweite Bewegung vorzugsweise das Zuführen des Blattes mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit, die größer, gleich oder kleiner als die Durchschnittsgeschwindigkeit der ersten Bewegung ist, was davon abhängt, ob die Länge des Blattes größer, gleich oder kleiner als der Abstand der Gegenstände in der zweiten Richtung ist.
Eine die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsform soll nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
1 eine Seitenansicht der Verpackungsmaschine zeigt, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind und Teile aus Gründen der Klarheit weggelassen wurden;
2 eine Draufsicht eines Details der Maschine nach 1 zeigt, wobei Teile aus Gründen der Klarheit weggelassen wurden;
3 eine Seitenansicht einer Variante der Maschine nach 1 zeigt, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind und Teile aus Gründen der Klarheit weggelassen wurden;
4 ein Ablaufdiagramm des Betriebes der Maschine nach 1 zeigt.
In 1 wird durch das Bezugszeichen 1 eine Verpackungsmaschine zum Umhüllen von Gegenständen 2 dargestellt, welche im dargestellten Beispiel Päckchen oder Packungen von Zigaretten sind, die von Blättern aus Verpackungsmaterial, insbesondere von Blättern aus Polypropylen umhüllt werden sollen.
Die Maschine 1 umfasst einen Förderer 3 zum Zuführen von Gegenständen 2 mit konstanter Geschwindigkeit entlang einer Bahn P und durch eine Falt- oder Verpackungsstation 4; sowie eine Einrichtung 5 zur Versorgung der Station 4 mit einer Folge von Blättern 6, von denen jedes zur Umhüllung eines jeweiligen Erzeugnisses 2 dient.
In 2 ist erkennbar, dass der Förderer 3 zwei parallele, koplanare Förderbänder 7 umfasst, welche durch eine bekannte Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) in eine Richtung 8 bewegt werden, und einen Mittelkanal 9 bilden, der parallel zur Richtung 8 verläuft.
Jedes Band 7 umfasst eine Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Durchgangsbohrungen 10, die in die Dicke des Bandes 7 und rechtwinklig zur Richtung 8 eingeformt sind. Jede Bohrung 10 nimmt in axial verschieblicher Weise eine Stange 11 auf, und jedes freie Ende von dieser ist innerhalb des Kanals 9 mit einem Druckkissen 12 versehen, wobei die Querabmessungen desselben den Abmessungen von jedem der zwei sich gegenüberliegenden axialen Endflächen 13 des Gegenstandes 2 annähernd gleich jedoch nicht größer als diese sind. Jede Stange 11 ist koaxial zu einer entsprechenden Stange 11 am anderen Band 7 angeordnet, und beide bilden zusammen mit dem jeweiligen Druckkissen 12 eine Greifeinrichtung 14 einer Greifbaugruppe 15 zum Festhalten und Zuführen eines Gegenstandes 2 entlang einer Bahn P in einer Richtung 8.
Die axiale Position der Stangen 11 und der Druckkissen 12 in Bezug zum jeweiligen Band 7 wird durch eine Nockenbetätigungseinrichtung 16 gesteuert, welche einen Teil der Baugruppe 15 bildet und für die Bewegung der Druckkissen 12 sorgt, welche einen Teil der Greifeinrichtung 14 zu und von einer Greifposition bilden, in welchen die Druckkissen 12 mit einem Zwischenraum voneinander beabstandet sind, welcher der Länge der Gegenstände 2, rechtwinklig zu den Oberflächen 13 gemessen, etwa gleich, jedoch nicht größer ist.
In 1 ist erkennbar, dass die Einrichtung 5 sich von der Station 4 in eine Richtung 17 erstreckt, die rechtwinklig zur Richtung 8 verläuft, und eine Abwicklungseinrichtung 18 zur Zuführung eines Streifens 19 aus Verpackungsmaterial zur Station 4 in Richtung 17 sowie eine Schneideinrichtung 20 umfasst, die zwischen der Einrichtung 18 und der Station 4 nahe zum Förderer 3 zum Schneiden des Streifens 19 in eine Folge von Umhüllungsblättern 6 angeordnet ist.
Die Position der Schneideinrichtung 20 in Bezug zum Förderer 3 kann feststehend oder, wie im Beispiel dargestellt, mittels einer bekannten Einstelleinrichtung 21 zur Bewegung der Schneideinrichtung 20 in Richtung 17 und in Bezug zur Station 4 einstellbar sein.
Die Abwicklungseinrichtung 18 umfasst ein Paar Rollen 22, welche die sich gegenüberliegenden Flächen des Streifens 19 berühren und zwecks Drehnug um die jeweiligen Achsen 21 rechtwinklig zur Ebene der 1 und zu den Richtungen 8 und 17 angeordnet sind; sowie eine Antriebseinheit 24, welche mechanisch mit den Rollen 22 zwecks Drehung der Rollen 22 in entgegengesetzten Richtungen mit einer sofort anpassbaren Winkelgeschwindigkeit mechanisch verbunden sind.
Die Schneideinrichtung 20 umfasst ein Paar Rollen 25, die auf jeder Seite des Streifens 19 angeordnet und zwecks Drehung um die jeweiligen Achsen 26 parallel zu den Achsen 23 angeordnet sind; sowie eine Antriebseinheit 27, die mit den Rollen 25 zwecks Drehung der Rollen 25 in entgegengesetzten Richtungen mit einer einstellbaren, vorzugsweise konstanten Winkelgeschwindigkeit mechanisch miteinander verbunden sind. Die periphere Fläche jeder Rolle 25 umfasst eine Längsschneide 28, und die Rollen 25 werden so synchronisiert, dass sie die Schneiden 28 gleichzeitig in Kontakt mit dem Streifen 19 bringen und diesen schneiden.
An der Station 4 umfasst die Einheit 5 auch ein Paar Faltrollen 29, welche zwecks Drehung um ihre jeweiligen Achsen, parallel zu den Achsen 26 befestigt und auf jeder Seite der Bahn P angeordnet sind, um einen Durchgang 30 zu bilden, welchen die Gegenstände 2 passieren.
Die Funktion der Maschine 1 soll nunmehr unter Bezugnahme auf einen Gegenstand 2 und für den Augenblick erläutert werden, in welchem die vordere Kante des Streifens 19 an der Schneidvorrichtung 20 angeordnet ist.
Im Weiteren soll der Endbereich des Streifens 19, welcher dem Blatt 6 des betrachteten Gegenstandes 2 ebtspricht als "Blatt 6" bezeichnet werden, gleichgültig ob das Blatt bereits vom Rest des Streifens 19 abgetrennt wurde oder nicht.
Der vorstehend bezeichnete Zeitpunkt – im Weiteren als "Schneidzeitpunkt" bezeichnet – soll das Blatt 6 des Gegenstandes 2 als im Wesentlichen durch die Abwicklungseinrichtung 18 in Richtung 17 durch die Bahn P und in eine Position tangential zu den Rollen 29 zugeführt betrachtet werden; und der Gegenstand 2 wird durch den Förderer 3 kontinuierlich zu der Station 4 zugeführt und zu einem vorgegebenen Zeitpunkt – im Weiteren als "Kreuzungszeitpunkt" bezeichnet – mit seiner Vorderfläche so angeordnet, dass sie einen Bereich des Blattes 6 berührt, welcher sich zum Kreuzungszeitpunkt in einer Position befindet, welche im Weiteren als "Kreuzungsstelle" bezeichnet wird. Im Weiteren durchläuft der Gegenstand 2, welcher das Blatt 6 noch berührt und sich noch in Richtung 8 bewegt, den Durchgang 30, um das Blatt 6 zunehmend um die Rollen 29 zu falten und schließlich eine U-förmige Umhüllung 31 zu bilden. Normalerweise wird, wie in 1 dargestellt, das Blatt 6 während der Bildung der Umhüllung 31 vom Streifen 19 abgetrennt.
Hinsichtlich des Ablaufes der vorstehenden Funktionen wird darauf hingewiesen, dass der Gegenstand entlang der Bahn P, wie im Beispiel dargestellt, mit einer konstanten Bewegung zugeführt wird, was jedoch in jedem Falle voraussetzt, dass die Zuführung der Gegenstände 2 zur Station 4 in konstanter Folge geschieht. Weil ein Blatt 6 durch die Schneideinrichtung 20 für jeden Gegenstand 2, welcher die Station 4 passiert, zu bilden ist, muss die Einrichtung 20 so betrieben werden, dass ihre Schneidfrequenz der Frequenz gleicht, mit welcher die Gegenstände 2 der Station 4 zugeführt werden.
Damit die Umhüllungen 31 ordnungsgemäß ausgebildet werden, d. h. ohne Schlupf zwischen dem Blatt 6 und dem Gegenstand 2 in dem Abschnitt zwischen der Kreuzungsstelle und dem Schneidzeitpunkt, müssen der Förderer 3, die Einrichtung 18 und die Schneidvor richtung 20 durch bekannte elektronische Achsen und Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) vernetzt werden, um ein präzises Zusammenwirken zwischen den Bewegungen des Gegenstandes 2 und des Blattes 6 zu gewährleisten.
Ein solches Zusammenwirken ist beispielhaft in dem Weg-Zeit-Diagramm nach 4 dargestellt, welches sich auf eine Maschine 1 bezieht, in welcher:

a) ein Förderer 3 einen Gegenstand 2 durch eine Station 4 in einem Zeitabschnitt h zuführt und dem Gegenstand 2 eine exakte Bewegung verleiht, welche in diesem Fall die Zuführung des Gegenstandes 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit betrifft;
b) eine Antriebseinheit 24 so gesteuert ist, dass sie ein Blatt 6 mit derselben Bewegung, d. h. mit derselben konstanten Geschwindigkeit wie den Gegenstand 2 in einem Zeitraum CK zuführt, welcher mit dem Zeitraum HK zusammenfällt, und dessen Länge, obwohl diese tatsächlich von der Länge des Blattes 6 abhängt, in diesem Fall unabhängig davon ist, weil sie für ein Blatt 6 errechnet wurde, welches benötigt wird, um einen größtmöglichen Gegenstand 2 zu umhüllen, der durch die Maschine 1 zugeführt werden kann;
c) drei unterschiedliche Fälle werden betrachtete: der erste (Kurve I) bezieht sich auf einen Gegenstand 2 von solcher Größe, welcher ein Blatt 6 mit einer Länge L benötigt, die exakt dem Abstand der Gegenstände 2 entlang der Bahn P entspricht; der zweite (Kurve II) bezieht sich auf eine Gegenstand 2 von solcher Größe, welcher ein Blatt 6 mit einer Länger L' erfordert, die kürzer ist, als der Abstand der Gegenstände 2 entlang der Bahn P; und der dritte (Kurve III) bezieht sich auf einen Gegenstand 2 von solcher Größe, welche ein Blatt 6 mit einer Länge L'' erfordert, die größer ist, als der Abstand der Gegenstände 2 entlang der Bahn P;
d) die Kurven I, II und III relativ zu einem im wesentlichen absoluten Referenzsystem dargestellt sind, wobei der Ausgangspunkt 0 für alle drei Kurven mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, an welchem der Gegenstand 2 das Blatt 6 berührt.

Wie das Diagramm nach 4 zeigt, umfasst jede der drei Kurven einen Bereich AB, der innerhalb des Zeitraumes CK liegt, und welcher der Bewegung des Blattes 6 mit einer konstanten Geschwindigkeit entspricht, die der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers 3 konstant gleich ist; und einen Bereich DA, der im Wesentlichen eine variable Geschwindigkeit aufweist.
Genauer gesagt weist im Fall, dass das Blatt 6 eine Länge L besitzt, der Bereich DA auch eine konstante Geschwindigkeit auf, welche der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers 3 gleich ist. Im Fall, dass das Blatt 6 eine Länge L' aufweist, hat der Bereich D'A' eine Durchschnittsgeschwindigkeit, die geringer ist, als die Geschwindigkeit des Förderers 3. Im Fall, dass das Blatt 6 eine Länge L'' aufweist, hat der Bereich D'' A'' eine Durchschnittsgeschwindigkeit, die höher ist, als die Geschwindigkeit des Förderers 3.
Die unterschiedlichen Lagen der Start- und Endpunkte D und B der drei Kurven stimmen mit den vorgegebenen Abweichungen in der Zeitsteuerung der Schneideinrichtung 20 in Bezug zum Förderer 3 überein, wobei die Abweichungen entweder direkt durch Einwirkung auf die Winkelposition der Rollen 25 oder durch Bewegung der Abschneideinrichtung 20 in Bezug zur Station 4 mittels einer Einstellvorrichtung 21 erreicht werden.
An der Maschine 1 wird deshalb jeglicher Schlupf zwischen den Blättern 6 und den Gegenständen 2 durch Steuerung der Bewegung der Blätter 6 verhindert, so dass diese mit der Bewegung der jeweiligen Gegenstände 2 zwischen dem Kreuzungspunkt und dem Schneidzeitpunkt gleich ist, und jede Veränderung des Formates kann im Wesentlichen in Echtzeit durch einfache Veränderung der Zeitsteuerung oder der Position der Schneideinrichtung 20 und durch einfache computergesteuerte Wahl der Bewegung der Blätter zumindest während eines Teiles des Zeitraumes gesteuert werden, in welchem die Blätter 6 mit den jeweiligen Gegenständen 2 abgestimmt sind.
Das Wirken der Schneiden 28 wird vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise abgestimmt, indem die Steuerung der Antriebseinrichtung 27 so erfolgt, dass sie auf die Schneiden 28 zum Schneidzeitpunkt in derselben Richtung und Bewegungsgeschwindigkeit wie der Streifen 19.
In der Abwandlung nach 3 ist die Schneideinrichtung 20 in der Nähe der Einrichtung 18 angeordnet, und die Einheit 5 umfasst zwei bekannte Saugbänder 32 und 33, wobei das erste durch eine Antriebseinheit 34 gesteuert wird und zwischen der Einrichtung 20 und der Station 4 angeordnet ist, und das zweite hinter der Station 4 angeordnet ist und durch eine Antriebseinheit 35 gesteuert wird. Das Band 32 nimmt sukzessive die Blätter 6 auf, welche durch die Einheit 20 abgeschnitten werden, und führt sie der Station 4 zu, während das Band 33 den Bereich von jedem Blatt 6 aufnimmt, der sich jenseits der Station 4 vor dem Kreuzungszeitpunkt befindet.
In der Einheit 5 der in 3 dargestellten Abwandlung wird das Blatt 6 von dem Streifen 19 abgetrennt, bevor das Blatt den Kreuzungspunkt erreicht, im Gegensatz zur nachfolgenden Abtrennung, wie im Falle der Einheit 5 in 1. Die Bewegung, die den Bändern 32 und 33 durch die jeweiligen Antriebseinrichtungen 34 und 35 vermittelt wird, ist jedoch im wesentlichen dieselbe, wie die der Einrichtung 18.

Claims

Verfahren zum Umhüllen von Gegenständen, umfassend die Schritte: Zuführen eines Blattes (6) zu einer Verpackungsstation (4) in einer ersten Richtung (17) mittels einer Zuführungseinrichtung (18; 32), sowie eines jeweiligen Gegenstandes (2) zu der Verpackungsstation (4) in einer zweiten Richtung (8), welche die erste Richtung (17) kreuzt; Bewegung des Gegenstandes (2) durch die Verpackungsstation (4) in der zweiten Richtung (8) mit einer ersten Geschwindigkeit, welche eine bestimmte erste Größe aufweist, um das Blatt (6) zu erfassen, und wenn das Blatt (6) eine vorgegebene Kreuzungsstelle mittels der Zuführung in der ersten Richtung (17) erreicht: Bewegen des Blattes (6) in der zweiten Richtung (8), um eine U-förmige Umhüllung (31) zu bilden; wobei die Zuführungseinrichtung (18; 32) das Blatt (6) in der ersten Richtung (17) mit einer zweiten Geschwindigkeit zuführt, welche eine zweite Größe aufweist, die eine Funktion der Länge des Blatte (6) ist, bevor es durch den Gegenstand erfasst wird und im Folgenden eine dritte Größe aufweist, die der ersten Größe im Wesentlichen gleich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die zweite Geschwindigkeit eine zweite Größe für eine Zeitdauer (CK) aufweist, welche von der Länge des Blattes (6) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die zweite Geschwindigkeit eine zweite Größe für eine Zeitdauer (CK) aufweist, welche als Funktion der Länge des Blattes (6) berechnet wird, die erforderlich ist, um einen Gegenstand (2) von maximaler Größe, welcher der Verpackungsstation (4) zuführbar ist, zu umhüllen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (6) einen Endbereich eines endlosen Streifens (19) bildet und mittels eines Schneidvorganges von dem Streifen (19) abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang durchgeführt wird, wenn das Blatt (6) und der betreffende Streifen (19) mit der ersten Bewegung zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (6) von dem Streifen (19) abgetrennt wird, nachdem das Blatt (6) die Kreuzungsstelle erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (6) von dem Streifen (19) abgetrennt wird, bevor das Blatt (6) die Kreuzungsstelle erreicht hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang in einer konstanten Zeitfolge durchgeführt wird, welche der Zeitfolge gleich ist, mit welcher die Gegenstände (2) durch die Verpackungsstation (4) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang auf dem Blatt (6) in einem feststehenden Abstand in Bezug zur Verpackungsstation (4) durchgeführt und in Bezug zur Zuführung der Gegenstände (2) durch die Verpackungsstation (4) als Funktion der Größe der Gegenstände (2) zeitgesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang auf dem Blatt (6) mit einem variablen Abstand in Bezug zur Verpackungsstation (4) als Funktion der Größe der Gegenstände (2) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang durch zyklische Schneidmittel (28) durchgeführt wird, welche sich zu einem Schneidzeitpuukt entlang der ersten Bahn (17) bewegen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidmittel (28) sich zum Schneidzeitpunkt mit der ersten Geschwindigkeit bewegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Geschwindigkeit das Zuführen des Blattes (6) mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit umfasst, die größer, gleich oder kleiner als die Durchschnittgeschwindigkeit der ersten Geschwindigkeit ist und davon abhängt, ob die Länge des Blattes (6) größer, gleich oder kleiner als der Abstand der Gegenstände entlang der zweiten Bahn (8) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Geschwindigkeit das Zuführen der Gegenstände (2) mit einer konstanten Geschwindigkeit umfasst.