DE69914156T2

DE69914156T2 - Antriebsmechanismus für Faltaggregat in einer Verpackungsmachine

Info

Publication number: DE69914156T2
Application number: DE69914156T
Authority: DE
Inventors: Paolo Cassoli; Giordano Gorrieri; Giorgio Bonafe
Original assignee: KPL Packaging SpA
Current assignee: KPL Packaging SpA
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: ITBO980602A1; US6308497B1; ITBO980602A0; IT1304228B1; EP0995682B1; EP0995682A3; DE69914156D1; EP0995682A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Antrieb der Faltelemente von Maschinen zum Verpacken oder Einwickeln von Produkten in einer Bahn flexiblen Materials, beispielsweise eines Kunststoffmaterials, das um das Produkt gewickelt, zusammengefaltet und dann auf den Produkten verschweißt wird, wobei für diese Maschinen durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen wird, die in der Lage ist, die Arbeit und die Leistung der Motoren zu begrenzen, die die unteren Faltelemente oder andere Betätigungselemente, die eine Hin- und Herbewegung von variabler Amplitude ausführen, antreiben.
Das Dokument US-A-5 331 788 offenbart eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Eigenschaften der in Rede stehenden Vorrichtung und der Stand der Technik werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ersichtlich, die in den Figuren der anliegenden Zeichnung beispielhaft veranschaulicht werden. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine der in Rede stehenden Art, die mit der neuen Vorrichtung versehen ist;
2 die Bewegungsdiagramme des Motors und der Faltelemente bei einer bekannten Maschine;
3 die Bewegungsdiagramme des Motors und der Faltelemente bei einer Maschine mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
4 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung in schematischer Seitenansicht.
Aus 1 wird ersichtlich, dass eine Verpackungsmaschine der in Rede stehenden Art ein Fördermittel T mit horizontalen Achsen aufweist, welches mit Gehäusen C versehen ist, deren Größe gewöhnlich selbstzentrierend einstellbar ist und die, wenn sie sich entlang der unteren Laufbahn des Fördermittels bewegen, so anhalten, dass sie an der Oberseite eines Trichters A einstellbarer Größe zentriert angeordnet sind, in dem eine Hebevorrichtung S arbeitet, die eine Gruppe von Rollen R aus Papier formt, welche von der Produktionslinie abgeführt wurde, und die auf Befehl die Gruppe von Rollen anhebt und sie in das Gehäuse überführt, worauf dann eine Bahn E von Verpackungsmaterial, z. B. Kunststoffmaterial, durch bekannte (nicht dargestellte) Mittel auf dem Trichter positioniert wird.
Im Rest der Beschreibung wird die Gruppe von Rollen R zur Vereinfachung der Erläuterung mit dem Begriff „Produkt" bezeichnet.
Durch die Wände des Gehäuses wird die Bahn E nach dem Anheben der Hebevorrichtung S um das Produkt R gewickelt und ragt unter dem Produkt mit Klappen exakter Länge hervor, die dann unter dem Produkt durch ein Paar unterer Faltelemente P1 und P2 zusammengefaltet werden und einander überlappen, welche auf entsprechenden geradlinigen und horizontalen Führungen (nicht dargestellt) angebracht sind und mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung durch einen selbstzentrierenden Mechanismus angetrieben werden, der üblicherweise auf jeder Seite der Faltelemente ein sekundäres Förderband B aufweist, dessen Laufbahnen parallel zu den Führungen laufen, und das an den Enden um Wellen D1 und D2 läuft, die parallel zu denen des Hauptfördermittels T sind, wobei die Faltelemente mit den beiden gegenüberliegenden Laufbahnen der sekundären Fördermittel B so verbunden sind, dass, wenn ein Faltelement unter das Gehäuse C geschoben wird, auch das andere Faltelement gleichzeitig in diese Richtung bewegt wird, und umgekehrt.
Wenn das Format der zu verpackenden Produkte R variiert und somit die Größe des Trichters A und der Gehäuse C des Hauptfördermittels T variiert, so variiert auch die offene Position der Faltelemente, mit gleichmäßigem Abstand von der vertikalen Mittelachse H der Hebevorrichtung S, die als Null-Bezugspunkt genommen wird. Zum jetzigen Zeitpunkt werden die Faltelemente durch einen Getriebemotor oder einen Motor, der eine der Wellen D1 oder D2 der sekundären Fördermittel B antreibt, bewegt, oder durch Mechanismen, die eine geradlinige Hin- und Herbewegung erzeugen, wobei eine Verbindung mit einem der Faltelemente oder mit einer der Laufbahnen der Fördermittel B besteht.
Ein Mechanismus, der manchmal verwendet wird, ist der Stangen- und Kurbelmechanismus, bei dem die Stange mit der Welle eines Getriebemotors oder eines Motors verbunden ist, der zyklische Bewegungen in eine und in die andere Richtung ausführt, und zwar in einer Anzahl, die der Anzahl der Öffnungs- und Schließbewegungen der Faltelemente entspricht. Dieser Zustand ist in dem Diagramm in 2 dargestellt, wo die Bewegung des vorgenannten Motors durch eine durchgezogene Linie und durch das Symbol MM dargestellt ist, während die Bewegung der Faltelemente durch eine gestrichelte Linie und durch das Symbol MP dargestellt ist.
Ein erster Teil der Doppelwelle steht für einen ersten Puls des Motors und die entsprechende Schließbewegung der Faltelemente, während der andere Teil der Doppelwelle für einen zweiten Puls des Motors steht, der dem vorherigen entgegengesetzt ist, und für die entsprechende Öffnungsbewegung der Faltelemente. Bei der bekannten Lösung überwindet die Kurbel niemals den Zustand der Ausrichtung mit der Stange. Es ist klar, dass bei der bekannten Lösung ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb die Verwendung von Motoren mit beträchtlicher Leistung erfordert, die in der Lage sind, ihre Bewegung schnell umzukehren, und es ist ebenso klar, dass die kontinuierlichen Unterbrechungen und Umkehrungen der Rotation des Motors Vibrationen erzeugen, die schwer zu beseitigen sind und die Unversehrtheit sowie die Lebensdauer des Mechanismus, der die Hin- und Herbewegung erzeugt, unvermeidbar begrenzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile mit der folgenden Lösung zu überwinden. Die sekundären Fördermittel B sind beispielsweise mit ihren unteren Laufbahnen mit Ansätzen des Faltelements P1 verbunden, und diese sind mit entsprechenden identischen und parallelen Stangen 1 gelenkig verbunden, welche wiederum mit identischen und parallelen Kurbelelementen 2 gelenkig verbunden sind, die mit den Enden einer Welle 3 verbunden sind, welche drehbar an der Basis der Maschine gelagert ist. Diese Welle ist direkt oder durch ein formschlüssiges Getriebe 4, beispielsweise ein Getriebe aus Riemen und gezahnter Riemenscheibe, mit einem Motor 5 mit elektronischer Regelung der Drehzahl und des Arbeitstakts verbunden, beispielsweise mit einem „bürstenlosen" Motor mit entsprechendem Zubehör und mit einer Bremseinheit.
Gemäß der Erfindung ist das Stangen- und Kurbelsystem so konstruiert und angeordnet, dass die Faltelemente P1 und P2 unter dem zu verpackenden Produkt in geschlossener Position sind, wenn die Bestandteile 1 und 2 dieses Systems miteinander fluchten, beispielsweise wie in der mit K bezeichneten Position, die in 1 durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. In dieser Position, die als Nullposition angesehen wird, kann bewirkt werden, dass mindestens eines der Kurbelelemente 2 oder ein anderer Bestandteil des in Rede stehenden Mechanismus mit einem festen Sensor 6, beispielsweise einem Näherungssensor, in Wechselwirkung steht, der mit dem Prozessor 7 verbunden ist, welcher den Betrieb des Motors 5 steuert und wiederum mit einer Programmier- und Dialogeinheit 8 verbunden ist. Die so konstruierte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die Faltelemente P1 und P2 in der offenen Position außerhalb des Gehäuses C sind, ist das Stangen- und Kurbelsystem 1–2 in einer der Endpositionen, die in 1 beispielsweise durch die gestrichelte Linie und durch K1 oder K2 dargestellt sind. Um die Faltelemente P1 und P2 mit einer Öffnungs- und Schließbewegung MP anzutreiben, wie durch die in 3 mit gestrichelten Linien angezeigte Schwingung dargestellt und vorher unter Bezugnahme auf 2 erläutert, muss der Elektromotor 5 nun nur einen Puls MM' – mit anderen Worten: einen Start und einen Stopp – und somit keine Umkehr ausführen wie beim Stand der Technik, da das Kurbelelement 2 sich nun von der Position K1 in die Position K2 oder umgekehrt bewegen muss.
Wie deutlich ersichtlich wird, kann die in Rede stehende Vorrichtung durch einen Motor mit begrenzter Leistung angetrieben werden, da die schnelle Umkehrung der Bewegung der Faltelemente durch das Stangen- und Kurbelsystem ausgeführt wird, während der Motor 5 immer noch in einer Richtung rotiert. Wenn das System die Grenzpositionen K1 oder K2 erreicht, muss der Motor 5 vorübergehend stoppen, um es der Hebevorrichtung S zu ermöglichen, sich nach oben zu bewegen; somit muss der Motor keine schnelle Umkehrung der Bewegung ausführen, und aus diesem Grund kann auch seine Leistung begrenzt sein. Schließlich ist das System auch so angelegt, dass bei einer Bewegung in die Position K, die der geschlossenen Position der Faltelemente entspricht, das System auf natürliche Weise bremst und beschleunigt, so dass der Motor 5 nur die Beschleunigung beim Starten und die Bremswirkung beim Stoppen steuern muss.
Wenn die Kurbelelemente 2 mit einem ausreichend schweren Gewicht 9 am Ende versehen werden, das gelenkig mit den entsprechenden Stangen verbunden ist und/oder ein Arm 10 mit der Mitte der Welle 3 verbunden wird, wie in 4 dargestellt, der beispielsweise um neunzig Grad von der Ausrichtung der Stangen 2 abweicht oder eine beliebige Ausrichtung hat, und an seinem Ende mit einem ausreichend schweren Gewicht 11 versehen ist, kann ein dynamisch ausgeglichenes System geschaffen werden, für das der Motor zum Starten aus der Position K1 oder K2 nur minimale Kraft benötigt, da das Gewicht 11, wenn es sich frei bewegen kann, dazu neigt, das Stangen- und Kurbelsystem unter der Einwirkung der Schwerkraft in Gang zu setzen.
Immer, wenn das System den Umkehrpunkt K passiert, überträgt der Sensor 6 an den Prozessor 7 ein Signal, das als Nullpunktsignal verwendet wird, von dem aus das elekt ronische Motorsteuersystem zu zählen beginnt, um das Kurbelelement 2 in Bezug auf das Format des zu verpackenden Produkts in der Winkelposition, die anfangs durch die Programmiereinheit 8 voreingestellt wurde, zu stoppen.
Die Stangen- und Kurbeleinheiten 1–2 können vorteilhafterweise so konstruiert werden, dass, wenn das zu verpackende Produkt R das maximale Format hat, die Welle 3 immer in der gleichen Richtung zyklisch bis einschließlich 360° rotiert, wobei sie von der Position K in eine entgegengesetzte Position übergeht, die nicht in der Zeichnung dargestellt ist, da sie für den Fachmann naheliegend ist.
Das mit der Bahn E in der Station oberhalb des Ladetrichters A umwickelte Produkt wird dann aus den Gehäusen des Hauptfördermittels T bewegt und an nachfolgende bekannte Stationen weitergeleitet, die in Richtung des Pfeils F in 1 aufeinander folgen und durch die der Verschluss der Verpackung abgeschlossen wird, wobei diese Stationen hier nicht dargestellt sind, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind.

Claims

Vorrichtung zum Antrieb der eine Hin- und Herbewegung von variabler Amplitude ausführenden Faltelemente in Maschinen zum Verpacken oder Einwickeln von Produkten mit einer Bahn flexiblen Materials, wobei die Maschinen ein Fördermittel (T) mit Gehäusen (C) einstellbarer Größe aufweisen, in die das Produkt (R) zyklisch mit einer darüber liegenden Verpackungsfolie (E) eingesetzt wird, deren untere Klappen dann durch ein Paar Faltelemente (P1, P2) zusammengefaltet und übereinandergelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltelemente auf parallelen Führungen laufen, wobei eines mit der unteren Laufbahn und das andere mit der oberen Laufbahn eines Paars von parallelen, synchronisierten Fördermitteln (B) verbunden ist, wobei eines der Faltelemente mit parallelen und identischen Stangen (1) gelenkig verbunden ist, die wiederum mit parallelen und identischen Kurbelelementen (2) gelenkig verbunden sind, welche mit einer gemeinsamen, durch einen Elektromotor (5) angetriebenen Welle (3) verbunden sind, wobei der Motor (5) ein Motor mit programmierbarer elektronischer Regelung der Drehzahl und des Arbeitstakts ist und Bremsmittel aufweist, und wobei das Stangen- und Kurbelsystem so ausgebildet und angeordnet ist, dass, wenn die Faltelemente (P1, P2) in geschlossener Position sind, die Stange (1) und das Kurbelelement (2) miteinander fluchten und diese Position als Null-Bezugspunkt genommen und von einem Sensor (6) erfasst wird, der mit einem programmierbaren Prozessor (7) verbunden ist, der den Betrieb des Motors (5) steuert, wobei all dies so abläuft, dass zum Antrieb der Faltelemente über einen kompletten Zyklus des Öffnens und Schließens (MP) der Motor (5) nur einen Puls (MM') ausführen muss, um das Stangen- und Kurbelsystem von einer zur anderen von zwei Grenzpositionen (K1, K2) zu überführen, die von der Nullposition (K) den gleichen Abstand haben, der je nach dem Format der zu verpackenden Produkte variieren kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stangen- und Kurbelsystem so ausgebildet ist, dass bei einem maximalen Format des Produkts (R) der Motor (5) intermittierende Rotationen bis einschließlich 360° immer in der gleichen Richtung ausführt, mit einem zyklischen Stopp in einer Position gegenüber der Nullposition (K).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Elektromotor (5) ein bürstenloser Motor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich am Ende des Kurbelelements (2), das gelenkig mit der Stange (1) verbunden ist, ein Gewicht (9) befinden kann, das als Schwungrad dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Arm (10) – winklig in einem exakten Abstand von den Kurbelelementen beabstandet und an seinem Ende mit einem Gewicht (11) versehen, das als dynamisches Ausgleichsmittel und als Schwungrad verwendbar ist – im rechten Winkel und vorzugsweise in einer mittigen Position an der Welle (3) befestigt sein kann, mit der die Kurbelelemente (2) verbunden sind.