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Maschine zum Verpacken gestapelter Artikel, wie Margarinepäckchen,
in Schachteln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Verpacken gestapelter
Artikel, wie z. B.
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Margarinepäckchen, in Schachteln. Wenn im Nachstehenden allgemein
von »Schachteln« die Rede ist, so sind darunter Umhüllungen aus verschiedenen Materialien,
wie z. B. Papier, Pappe, Holz, Metall, Kunststoff u. dgl., zu verstehen.
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In der Margarineindustrie wird die Margarine selbsttätig in Mengen
von bestimmtem Gewicht geteilt, und diese Mengen werden dann, gleichfalls auf selbsttätigem
Wege, in eine bestimmte Form gebracht und mit einer Papierhülle versehen. Die in
dieser Weise gebildeten Stücke oder Päckchen müssen dann in Schachteln verpackt
werden, bevor sie an die Abnehmer versandt werden. Das Verpacken der Päckchen in
Schachteln mußte bis heute mit der Hand durchgeführt werden. Zwar gibt es eine Maschine,
welche die Päckchen selbsttätig in Stapel bestimmter Größe setzt, aber das Einbringen
der Stapel in die Schachteln brachte Schwierigkeiten mit sich, wenn auf einen Stapel,
der aus einer Anzahl aufeinander angeordneter Schichten besteht, eine Kraft ausgeübt
wird, um diesen Stapel zu versetzen, die Päckchen, und namentlich
die
oberen Pãckchen des Stapels, sich in bezug auf die anderen leicht verschieben können,
wodurch der ganze Stapel umgeworfen wird.
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Diese Unannehmlichkeit kam insbesondere bei weichen plastischen Stoffen,
wie z. B. Margarine, vor, weil die aus diesem Stoff bestehenden Päckchen sich leicht
verformen.
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Die Erfindung hat den Zweck, eine Maschine zu schaffen, mittels welcher
das Verpacken der Pakete in Schachteln ohne Schwierigkeiten und völlig selbsttätig
durchgeführt werden kann.
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Gemäß der Erfindung sind bei einer Maschine zum Verpacken gestapelter
Artikel, wie Margarinepäckchen, in Schachteln, die mit einer Maschine zusammenarbeiten
soll, welche die Artikel in einem Magazin zu einem Stapel zusammenstellt und diesen
Stapel in Absätzen über eine oder mehrere Schichtdicken in bezug auf das Magazin
fördert, Glieder vorgesehen, die von einem Stapel plattgefalteter Werkstücke fortlaufend
jeweils eins dieser Werkstücke abheben und es zu einer auf einer ihrer Seiten liegenden
Schachtel umbilden, worauf die Glieder diese Schachtel über das Magazin oder umgekehrt
das Magazin über die Schachtel schieben, in der Weise, daß der lotrecht stehende
Boden der Schachtel mit der zunächstliegenden Schicht .der Artikel in Berührung
kommt und bLeibt, wobei ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, durch welche der
Arbeitslanf des Abhebens des plattgefalteten Werkstückes, des Bildens der Schachtel
und des Schiebens erneut in Gang gesetzt wird, nachdem eine gefüllte Schachtel das
Magazin durch dieWeiterbewegung des Stapels verlassen hat.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die
Maschine einen hin und her beweglichen Wagen oder Schlitten mit einem Stapel plattgefalteter
Werkstücke, von dem bei jeder Hinbewegung des Schlittens durch einen 5 augarm ein
plattgefaltetes Werkstück abgehoben wird. In Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung bewegt der Saugarm das plattgefaltete Werkstück am
Ende der Rückbewegung des Schlittens an eine Druckwand, wodurch das plattgefaltete
Werkstück geöffnet wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Maschine mit einer
mit der Verpackungseinrichtung zusammenwirkenden Vorrichtung zum Bilden von Schachteln
aus plattgefalteten Werkstücken derart versehen sein, daß die Gesamtdauer der Zufuhr,
des Bildens und des Auffaltens der Schachteln der Gesamtdauer des Aufschiebens der
Schachteln über den Stapel und dem Abführen der Schachteln angepaßt ist.
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Ferner kann gemäß der Erfindung die Dauer des Arbeitens der Maschine
auf die Dauer des Arseitens einer Aufstapelungsmaschine eingeregelt werden.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Maschine
ferner eine Vorrichtung zum Verschließen des oder der Bodenteile der Schachtel,
Vorrichtungen zum darauf; folgenden Offnen eines oder mehrere klappenartiger Deckelteile
und/oder zum Anheben dieser Teile, eine Vorrichtung, welche die Schachtel über einen
auf einer Platte oder in einem Magazin befindlichen Stapel von Gegenständen schiebt
und schließlich eine Antriebswelle, von welcher die Bewegungen des Wagens und diejenigen
der auf die Schachtelteile einwirkenden Vorrichtungen mit Hilfe pneumatischer, mechanischer
oder elektrischer Mittel abgeleitet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Maschine,
die mit einer Aufstapelungsvorrichtung zusammenwirkt, wird nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht der Maschine in der ersten
Phase des Arbeitskreislaufes; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf Fig. I; Fig. 3 ist
eine der Fig. I entsprechende Seitenansicht der Maschine in der zweiten Arbeitsphase;
Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht in der dritten Arbeitsphase, Fig. 5 in der vierten
Arbeitsphase, Fig. 6 in der fünften Arbeitsphase und Fig. 7 in der sechsten Arbeitsphase;
Fig. 8 ist eine senkrecht zu den Fig. I bis 7 stehende Ansicht der Maschine in der
sechsten Arbeitsphase; Fig. 9 ist eine der Fig. 8 entsprechende Seitenansicht in
der siebenten Phase, Fig. 10 in der achten Phase, Fig. II in der neunten Phase,
Fig. I2 in der zehnten Phase und Fig. I3 in der elften Phase; Fig. I4 stellt Draufsichten
einer Schachtel in, der plattgefalteten Anfangsstellung und in den verschiedenen
Phasen des Auffaltens und des Zufaltens dar; Fig. 15 ist eine Seitenansicht der
Wellenkupplung in gekuppelter Lage; Fig. 15 a ist eine Tei(lseitenansicht der Wellenkupplung
in entkuppelter Lage; Fig. I6 ist ein Schnitt nach der Linie XVI-XVI von Fig. I5,
teilweise in Ansicht.
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Die Maschine ruht auf einem mit Füßen 2 versehenen Gestell 1. Auf
der oberen Platte des Gestelles ist ein Wagen 3, hin und her bewegbar, angeordnet.
Dieser Wagen trägt einen Stapel plattgefalteter Schachtelwerkstücke 4 und kann mittels
eines aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehenden Hebels 5 hin
und her bewegt werden. Dazu ist auf der Antriebswelle6, welche im unteren Teil des
Gestelles angeordnet ist und mittels eines Motors in Drehung versetzt wird, eine
Nockenscheibe 7 vorgesehen, welche den Hebel 5 und damit auch den Wagen 3 in den
richtigen Augenblicken hin und her bewegt. Die Antriebswelle 6 wird mittels einer
Kupplung von der Aufstapelungsmaschine angetrieben. Ferner werden alle für das Auffalten
der plattgefalteten Werkstücke 4 und für das weitere Bilden der Schachteln aus diesen
Werkstücken benötigten Bewegungen von dieser Antriebswelle abgeleitet.
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Eine Vakuumleitung 8 ist mit einem drehbaren Saugarm 9 versehen,
welcher mittels eines mit einer auf derAntriebswelle6 angeordneten Nockenscheibe
10 verbundenen Stangensystems 11 (in Fig. I gesondert dargestellt) in die erforderlichen
Stellungen gebracht wird. Der Saugarm 9 wird mittels eines nicht dargestellten,
auf der Antriebswelle angeordneten Exzenters mit einem Vakuum verbunden, so daß
er ein plattgefaltetes Werkstück erfassen und festhalten kann, bis es zu einer Schachtel
gefaltet worden ist. Dieser Saugarm nimmt, sobald der Wagen 3 sich auf ihn zu bewegt
hat, eines der plattgefalteten Werkstücke 4 vom Stapel weg und drückt es mit seinem
unteren Rand gegen eine Wand I7, wodurch das gefaltete Werkstück geöffnet wird und
die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien wiedergegebene Form annimmt, wobei sich der
Saugarm nach unten dreht. Die Zwischenstellungen sind in punktierten Linien wiedergegeben.
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In Fig. I ist das Magazin der Aufstapelungsmaschine mit I2 bezeichnet,
während mit I3 eine Rollenbahn bezeichnet ist, längs welcher die mit den Paketen
gefüllten Schachteln weggeführt werden, danach zugefaltet und zugeklebt werden.
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Auf der Antriebswelle 6 ist ferner ein Exzenter I4 angeordnet, von
welchem mittels eines Stangensystems 15 Arme 16 betätigt werden, welche die gebildete
Schachtel von dem Saugarm g freimachen.
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Die Anfangsstellung und die verschiedenen nachfolgenden Stellungen,
welche der Schachtel anschließend nacheinander gegeben werden, sind in Fig. 14 wiedergegeben,
wobei die Schachtel in Draufsicht dargestellt ist. Vier Wände dieser Schachtel bestehen
aus drei Teilen, und zwar aus einem Mittelstück und zwei sich zu beiden Seiten anschließenden
beweglichen Klappen. Wenn im Nachstehenden von senkrechten Klappen die Rede ist,
so sind darunter die Klappen der Seitenwände zu verstehen, während die Klappen an
der oberen und an der unteren Wand mit waagerechten Klappen bezeichnet werden sollen.
Dabei wird die Schachtel in aufgefalteter Stellung betrachtet, in welche sie in
der in den Fig. I und 2 dargestellten ersten Arbeitsphase gebracht worden ist. Diese
am Ende der ersten Arbeitsphase erhaltene Schachtelform ist in Fig. 14 mit » 1 <c
beziffert.
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Als Vorderseite der Schachtel ist diejenige Seite anzusehen, welche
über die gestapelten Gegenstünde geschoben werden soll und deshalb offen sein muß.
Die Rückseite der Schachtel - d. h. die Seite, die, wenn die Schachtel gefüllt und
fortgekippt ist, den Boden bildet - wird zugefaltet, ehe die Schachtel über den
Stapel geschoben wird.
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Die Rückseite dient zur Unterstützung des Stapels beim Füllen und
beim Entfernen der gefüllten Schachtel aus dem Magazin.
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In der zweiten Phase (Fig. 3 und 14, »2«) werden die hintersten senkrechten
Klappen8 ein wenig nach außen gedrückt. Dies geschieht mit Hilfe von zwei gebogenen
Armen I9, die an drehbaren Stangen 20 befestigt sind, welche von einem auf der Antriebswelle
6 angeordneten Exzenter 21 bewegt werden. Während dieser Phase bleibt der Wagen
3 auf Grund der Form des Exzenters 7 stillstehen.
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In der dritten Phase (Fig. 4 und 14, »3«) werden die hintersten waagerechten
Klappen 22 zugefaltet, d. h. in senkrechte Lage gebracht. Dies ist möglich, weil
in der vorhergehenden Phase die senkrechten Klappen 18 etwas nach außen bewegt worden
sind. Die zugefalteten Klappen 22 stoßen nicht aneinander, so daß sie zusammen keine
vollständige Schachtelwand bilden. Das Zufalten geschieht mit Hilfe von zwei gebogenen,
drehbaren Armen 23, welche mittels eines auf der Antriebswelle 6 angeordneten Exzenters
24 bewegt werden.
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In der vierten Phase (Fig. 5 und I4, »4«) werden zum Vervollständigen
des Schachtelbodens die senkrechten Klappen 18 über die zugefalteten Klappen 22
gefaltet. Die Klappen8 haben eine derartige Breite, daß sie in zugefalteter Lage
aneinanderstoßen. Das Zufalten der Klappen geschieht mit Hilfe von vier gebogenen
drehbaren Armen 25, die mittels eines eigenen, auf der Antriebswelle 6 vorgesehenen
Exzenters 26 bewegt werden.
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Die Rückseite der Schachtel ist jetzt verschlossen. Die geschlossenen
Klappen werden mittels federnder, am Wagen angeordneter Organe an ihrem Platz gehalten.
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Die Schachtel muß jetzt in eine Stellung gebracht werden, in welcher
sie über einen, in der Zwischenzeit von der Aufstapelungsmaschine im Magazin aufgeschichteten
Stapel der zu verpackenden Gegenstände geschoben werden kann.
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In der fünften Phase (Fig. 6 und I4, »5«) wird die eine senkrechte
Klappe 27 um einen gewissen Winkel, vorzugsweise um einen Winkel von 60 bis go0
aufgedreht, um in der Schachtel eine Öffnung anzubringen, welche, wenn die Schachtel
nach rechts (Fig. I) bewegt wird, über das Magazin 12 gleitet. Das Aufdrehen der
Klappe 27 geschieht mit Hilfe von zwei drehbaren, gebogenen Armen 28, deren Bewegung
gleichfalls von dem Exzenter 26 abgeleitet wird, so daß die vierte und die fünfte
Phase sehr schnell nacheinander durchgeführt werden.
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Am Ende dieser fünften Phase hat die Antriebswelle 6 eine vollständige
Umdrehung gemacht. Ein Nocken 29 (Fig. I), welcher auf dem Wellenkupplungsglied
47 vorgesehen ist, kommt jetzt mit einem an einem Hebel 31 vorgesehenen Nocken 30
in Berührung. Der Hebel 31 wirkt auf die nachstehend zu beschreibende Weise mit
einem pneumatischen System zusammen. Das am Nocken 29 befestigte Kupplungsglied
47 wird vom Nocken 30 umgekippt, wodurch die Kupplung gelöst wird, so daß die Antriebswelle
6 zum Stillstand kommt.
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In der darauffolgenden sechsten Phase muß die gebildete Schachtel
hinter das Magazin 12 geführt und teilweise über das Magazin bewegt werden.
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Hierzu muß der Wagen 3 in Bewegung gesetzt werden. Außerdem ist die
vorhergehende, in der Zwischenzeit gefüllte Schachtel zu entfernen, was
dadurch
erzielt wird, daß die Schachtel in diesem Augenblick in eine Stellung gebracht wird,
in der sie nach hinten kippt und auf die Rollenbahn 13 fällt.
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Der sich nach rechts bewegende Wagen 3, der mit einer Stange 42 (Fig.
2) versehen ist, drückt die gefüllte Schachtel mittels dieser Stange über die Rollenbahn
13 auf ein Förderband, durch welches die Schachtel weggeführt wird. Während des
Umkippens der Schachtel wird ein Hebel 32 (Fig. 8 bis I3) zurückgedrängt, der mit
einem Nocken 33 versehen ist (Fig. 13), welcher dabei ein in der Vakuumleitung angeordnetes
Ventil 34 nach unten drängt, wodurch während eines Augenblicks in einem Zylinder
35 (Fig. 13 und I) ein Vakuum erzeugt wird, durch das der Hebel 3I und der Nocken
30 nach oben bewegt werden, so daß die Wellenkupplung selbsttätig wiedereingerückt
wird und die Antriebswelle eine neue Umdrehung beginnt. Dabei wird zunächst der
Wagen 3 wieder nach rechts bewegt, wodurch auch die in der vorhergehenden Phase
hergestellte Schachtel sich nach rechts bewegt (Fig. 7 und I4, »6«) und hinter das
Magazin gelangt. Bei dieser Bewegung wird die waagerechte Vorderklappe 36 von einem
am Gestell vorgesehenenArm48 (Fig. 7) ein wenig angehoben, wie dies aus Fig. 8 hervorgeht.
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Auf Grund der geöffneten senkrechten Klappe 27 kann sich der vordere
Teil der Schachtel seitlich am Magazin 12 entlangschieben. Fig. 8 stellt eine Seitenansicht
mit der Schachtel in der jetzt erreichten Stellung dar.
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Der inzwischen wieder hochgedrehte Saugarm g hat eine neue zugefaltete
Schachtel ergriffen. Diese Schachtel wird in den darauffolgenden Phasen in gleicher
Weise behandelt, wie die Schachtel, welche jetzt den in den Fig. 7 und 8 wiedergegebenen
Zustand erreicht hat.
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In der siebenten Phase (Fig. 9 und I4, »7«) wird die Schachtel von
dem durch einen Vakuumzylinder angetriebenen Hebel 32 über das Magazin und den darin
in der Zwischenzeit von der Aufstap elungsmaschine aufgeschichteten Stapel zu verpackender
Gegenstände, wie z. B. Magarinepakete, geschoben, bis die aus den Klappen 18 und
22 gebildete Rückseite, welche schließlich der Schachtel als Boden dienen soll,
sich an den Paketstapel andrückt, der an der Rückseite etwas aus dem Magazin vorspringt.
Das Magazin ist nämlich mit -Paketreihen gefüllt, mit Ausnahme der letzten Reihe,
die jetzt von unten her durch die Aufstapelnngsmaschine zugeführt wird. Wenn das
oberste Paket dieser Reihe die Endstellung erreicht, drückt es ein kleines Gegengewicht
37 (Fig. g) nach oben, weiches an einem Hebel 38 befestigt ist.
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Dieser Hebel 38 hat einen Stützpunkt 39 und wird deshalb durch das
Anheben des Gegengewichtes 37 etwas kippen, so daß es mit dem oberen Ende eines
sich dauernd hin und her bewegenden Hebels 40 in Berührung kommt. Die vorgenannten
Teile gehören zur Aufstapelungsmaschine; sie können aber auch unabhängig von dieser
vorgesehen sein. Der Hebel 40 drückt den Hebel 38 zurück und verschiebt eine Platte
4I, 'so daß der ganze Inhalt des Magazins sowie auch die Schachtel und der Hebel
32 um die Dicke eines Paketes zurückgeschoben werden.
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In den Fig. II, I2, I3 ist dargestellt, wie die Aufstapelungsmaschine
dem Stapel fortwährend eine Reihe hinzufügt, bis die gefüllte Schachtel völlig weggedrängt
ist und in der oben beschriebenen Weise umgekippt wird.
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Die Wellenkupplung ist in den Fig. I5, 15 a und I6 im einzelnen dargestellt.
Sie besteht aus einem Außenring 45 und einem Innenring 46. Die Kupplung der beiden
Ringe kann mittels eines Kupplungsgliedes 47, das im Schnitt die Form eines Halbkreises
hat, ein- oder ausgerückt werden. In der eingerückten Stellung steht dieses Glied
47 in der in Fig. 15 dargestellten Weise im Eingriff mit einer der am inneren Umfang
des Außenringes 45 vorgesehenen halbkreisförmigen Ausfräsungen.
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Das Kupplungsglied 47 wird mittels eines an ihm befestigten beweglichen
Nockens 29 ein- oder ausgerückt. Die Bewegungen des Nockens 29 werden nach beiden
Seiten von Anschlägen 44 begrenzt.
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Ferner ist eine Feder 43 mit ihrem einen Ende am Nocken 29 und mit
ihrem anderen Ende am Innenring 46 befestigt. Diese Feder ist bestrebt, das Kupplungsglied
47 dauernd in die eingerückte Stellung zu bringen.
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Wenn in der oben beschriebenen Weise der am Hebel 31 angeordnete
Nocken 30 (Fig. I) in die Bahn des Nockens 29 gelangt, wird dieser Nocken derart
umgekippt, daß das Kupplungsglied 47 außer Eingriff mit den Ausfräsungen des Außenringes
kommt, wodurch der Innenring nicht mehr vom Außlenring mitgenommen wird (Fig. I5a),
so daß die Antriebswelle, auf welcher der Innenring angeordnet ist, zum Stillstand
kommt. Dies dauert so lange, bis der Nocken 30 wieder nach oben bewegt wird, wodurch
die Feder 43 den Nocken 29 zurückkippt und die Kupplung wieder eingerückt wird.