EP0265660B1 - Vorrichtung zur Betätigung von Siegelbacken einer Verpackungsmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Betätigung von Siegelbacken einer Verpackungsmaschine Download PDF

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EP0265660B1
EP0265660B1 EP87113753A EP87113753A EP0265660B1 EP 0265660 B1 EP0265660 B1 EP 0265660B1 EP 87113753 A EP87113753 A EP 87113753A EP 87113753 A EP87113753 A EP 87113753A EP 0265660 B1 EP0265660 B1 EP 0265660B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
sealing
packaging machine
pressing
cam body
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP87113753A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0265660A1 (de
Inventor
Heinz Focke
Kurt Liedtke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Focke and Co GmbH and Co KG
Original Assignee
Focke and Co GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Focke and Co GmbH and Co KG filed Critical Focke and Co GmbH and Co KG
Publication of EP0265660A1 publication Critical patent/EP0265660A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0265660B1 publication Critical patent/EP0265660B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B51/00—Devices for, or methods of, sealing or securing package folds or closures; Devices for gathering or twisting wrappers, or necks of bags
    • B65B51/10—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/14—Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by reciprocating or oscillating members

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the pressing time and for actuating sealing jaws, in particular for sealing folding tabs of a packaging blank in connection with a packaging machine, wherein a pressing member for the sealing jaws can be actuated by scanning the curve.
  • Packaging machines are equipped with welding or sealing elements, namely heated sealing jaws, when objects are encased in sealable packaging material.
  • their outer wrapping made of thermally weldable film is in the Provide area of end faces with overlapping folding flaps. These are fixed in their closed position by sealing.
  • the (heated) sealing jaws are brought into contact with the surfaces of the packs to be sealed or with the folding tabs for a limited period.
  • the sealing duration namely the placement of the sealing jaws on the packaging, must be strictly observed, taking into account the technological properties of the packaging material and taking other circumstances into account. Ensuring accurate, constant sealing times at a given pressure and a certain temperature of the sealing jaws is made more difficult by the fact that the packs to be loaded can be transported within the packaging machine at changing speeds. The reason for this are necessary changes in the cycle time or number of the packaging machine.
  • the normal speed corresponds to the specified performance of the packaging machine, e.g. in the manufacture of cigarette packs 400 cycles per minute.
  • For performing work on the packaging machine e.g. a crawl gear is set up for the removal of incorrect packs etc. with 200 cycles per minute.
  • packaging machines are equipped with a so-called overdrive, which enables cycle numbers above the normal speed for a short time.
  • DE-A 33 34 856 discloses a device of the type described above for controlling the pressing time and for actuating sealing jaws.
  • This previously known device has a pressure element for the sealing jaws, which can be controlled by two cams.
  • the two cams are arranged on a common axis and each with a control curve section Mistake.
  • Each of the two cam disks is scanned by a control roller which is arranged on the pressing member via a common axis. While one of the two cams is non-rotatably connected to the axis, the other cam can be rotated on the axis via an additional actuator in the form of a gear or the like.
  • the two cams When changing the cycle time of the packaging machine, the two cams can thus be rotated relative to one another in accordance with the sealing time adapted to the cycle time, their direction of rotation always being in opposite directions.
  • their two control curve sections overlap more at a high number of cycles of the packaging machine and less at a low number of cycles.
  • the pressing member should be controlled, whereupon the respective sealing jaw comes into or out of engagement with the folding tab of a packaging blank and its packaging.
  • the object of the invention is to propose measures for a structurally particularly simple device of the type described at the outset which have a constant pressing time which is adapted to the respective requirements and thus reliably guarantees the sealing duration of the welding or sealing elements per work cycle of the packaging machine, regardless of the number of cycles per unit of time.
  • the device according to the invention is characterized in that the pressing member can be controlled by means of a cam element (cam body or cam), which has a curve recess along which the curve characteristic of the cam element changes, and a feeler element interacting with the cam element, cam element and scanning element depending on the number of cycles of the packaging machine along the curve recess are relatively displaceable.
  • a cam element cam body or cam
  • the pressing member can be controlled by means of a cam element (cam body or cam), which has a curve recess along which the curve characteristic of the cam element changes, and a feeler element interacting with the cam element, cam element and scanning element depending on the number of cycles of the packaging machine along the curve recess are relatively displaceable.
  • the invention is based on the fact that a sealing cycle of the sealing jaws is to be carried out for each working cycle of the packaging machine.
  • the pressing time of the sealing jaws on the packaging or the like is determined by the cam element (cam body or cam disc), the control curve of which is scanned by the scanning element (sensing roller) which can be moved relative to the cam element (cam body or cam disc) and is converted into movements for the sealing jaws.
  • the curve element can be designed in various ways.
  • An elongated, approximately cylindrical cam body is advantageous, on the jacket of which a longitudinally extending curve depression with variable transverse or circumferential dimensions is arranged.
  • the cam body is driven to rotate about the longitudinal axis, the scanning element (sensing roller) running in the circumferential direction on the jacket of the cam body.
  • the deepening of the curve determines the actuation time (pressing phase) of the sealing jaws.
  • a change is achieved by axially displacing the curve body, through which the scanning element in each case reaches a different area of the curve recess.
  • the axial displacement of the curve body takes place depending on changes in the number of cycles (speed) of the packaging machine.
  • the cam body is designed as a preferably circular cam disc, which is provided with an approximately radially directed curve recess on a free scanning surface.
  • This too has a shape (width) that changes in the radial direction, such that when the cam disc rotates on this tracing roller, it temporarily enters the recess in the curve and thereby actuates the sealing jaws in a sealing sense.
  • the tracer roller is adjustable with regard to its radial position with respect to the cam disc, in such a way that a constant sealing time is guaranteed even when the number of cycles of the packaging machine changes.
  • the curve elements can be driven directly by the packaging machine, e.g. via a machine shaft.
  • the speed of the cam element can correspond to the number of cycles or speed of the packaging machine, so that when the packaging machine is running slowly, the cam element also has a lower speed.
  • the scanning element must be brought into a narrow area of the curve recess so that the sealing duration is unchanged despite the lower speed.
  • the devices shown are used in connection with a packaging machine for cuboid packs 10, in particular cigarette packs. This is about the sealing of folding flaps of an outer covering of the packs 10 made of sealable film.
  • the folding rag (not shown in detail) are located in the area of end faces 11 of the packs 10. These are preferably transported in cycles on a horizontally running conveyor track (not shown) belonging to the packaging machine.
  • the end faces 11 with the folding tabs to be sealed are directed to the side.
  • the folding tabs are sealed by applying heat and pressure.
  • the structure and function of the conveyor track for the packs 10 are generally known in connection with packaging machines for cigarettes.
  • a heated sealing jaw 12 is used here to seal the folding tabs, which is moved by pivoting movement from a retracted position into the sealing position, bearing against the end face 11 of the pack 10 (illustration in solid lines in FIG. 1).
  • the sealing jaw 12 is attached to an actuating element, in the exemplary embodiment of FIG. 1 to an angularly configured two-armed pressure lever 13.
  • the pressure lever 13 can be moved in the vertical plane about a fixed pivot bearing 14.
  • the sealing jaw 12 and the pressing lever 13 are constantly loaded into the sealing position by an elastic pressing member.
  • a tension spring 15 is attached to the upper part of the pressure lever 13 and loads the pressure lever counterclockwise, that is, in the direction of the sealing position.
  • the sealing duration that is to say the phase in which the sealing jaw 12 bears against the pack 10 is determined by a control element which, regardless of the operating speed (number of cycles or cycle time) of the packaging machine, specifies a predetermined, limited sealing duration and, after the latter has ended, a pivoting movement of the pressure lever 13 clockwise.
  • the free end of the pressure lever 13 runs with a scanning element, namely a feeler roller 16, on an em curve element, the curve characteristics of which can be changed as a function of the change in the speed of the packaging machine.
  • the cam element consists of an elongated, approximately cylindrical cam body 17. This is mounted on a drive shaft 18 and can be rotated by it.
  • the drive shaft 18 or its axis of rotation is directed parallel to the axis of rotation of the pivot bearing 14 for the pressure lever 13.
  • the cam body 17 is provided on the cylindrical outer surface, namely the outer jacket 19, with a control cam, which is designed here as a cam recess 20.
  • the feeler roller 16 running on the jacket 19 when the cam body 17 rotates in the circumferential direction temporarily enters the cam depression 20 during one revolution of the cam body 17.
  • the sealing jaw 12 comes into contact with the pack 10 due to the action of the tension spring 15. Outside the area of the curve recess 20, the feeler roller 16 causes the sealing jaw 12 to be in an (initial) position which is raised from the pack 10.
  • the curve recess 20 has a shape that changes over the axial length of the curve body 17 in order to bring about different dimensions of the curve recess 20 in the circumferential direction in different circumferential regions.
  • lateral boundaries of the curved recess 20, namely curved flanks 21 and 22 running in the longitudinal direction of the curved body 17, are designed to converge or diverging in the longitudinal direction of the curved body 17.
  • a curve flank 21 is designed to run in the surface line, ie axially parallel, while the other, opposite curve flank 22 has a curved shape, so that the curve recess 20 receives a funnel-shaped shape overall. 1, a larger circumferential surface is assigned to the curve recess 20 in the left area.
  • the feeler roller 16 receives its position with the high-speed drive shaft 18 and thus the high-speed packaging machine.
  • the area of the curve recess 20 on the opposite end area of the cam body 17 is relatively narrow in the circumferential direction and is therefore intended for slow rotary movements of the drive shaft 18 or the packaging machine.
  • the transitions of the curve flanks 21, 22 to the outer jacket 19 are formed obliquely, so that a smooth running of the sensing roller 16 is ensured.
  • the cam body 17 is adjusted for this purpose when the pressure lever 13 is mounted in a fixed position.
  • this is arranged on a sliding sleeve 23 which is non-rotatably mounted on the drive shaft 18, but is displaceable in the longitudinal direction thereof.
  • the sliding sleeve 23 is provided with an actuating gear which is effective when the working speeds of the packaging machine change.
  • a (two-armed) actuating lever 24 is actuated by an actuator, e.g. B.
  • the control of the actuating lever 24 for the axial displacement of the cam body can be carried out by a suitable, known organ for determining the cycle time of the packaging machine, for. B. by a tachometer, which is assigned to a machine shaft of the packaging machine.
  • the feeler roller 16, which is in constant contact with the jacket 19 of the cam body 17, is spherical in the area of the tread (see FIG. 2). As a result, the displacements of the cam body 17 transversely to the feeler roller 16 can be carried out without problems.
  • a cam plate 29, that is to say a plate-shaped curve element, is provided here as the curve element.
  • a cam recess 31 is formed on a flat, front-side control surface 30 of the cam disk 29, which extends approximately in the radial direction from the center of the circular cam disk here to the outer free edge.
  • the curve recess 31 is designed with an effective width that changes in the radial direction, so that different pressing times for the sealing jaw 12 are scanned by the feeler roller 16 scanning the control surface 30, depending on the relative position.
  • a curve flank 32 of the curve recess 31 is essentially rectilinear and an opposite curve flank 33 is designed in an arc shape.
  • the pressing times (sealing phase) of the sealing jaw 12 are determined by the contact of the sensing roller 16 on the cam 29 in the region of the curve recess 31, outside of which the sealing jaw 12 is lifted off.
  • the sealing jaw 12 is attached to an angular jaw holder 34 which is rotatably mounted on an angular pressure lever 35.
  • a (right) leg 36 of the pressure lever 35 assigned to the jaw holder 34 is a round one Rod trained.
  • the jaw holder 34 is rotatably mounted on this. Up and down movements of the feeler roller 16 are thus converted into pivoting movements of the pressure lever 35 and thus of the leg 36 in a lifting or pressing sense of the sealing jaw 12.
  • the cam disc 29 is driven in rotation, namely by a drive shaft 37, which is directly or indirectly connected to the packaging machine, at least at a corresponding speed such as this.
  • the feeler roller 16 is adjusted in the radial direction with respect to its relative position on the control surface 30 of the cam plate 29, specifically when the packaging machine runs slower towards the center of the cam plate 29 and at faster revolutions toward the outer edge .
  • the adjustment of the feeler roller 16 and thus the pressure lever 35 is carried out by an actuating gear 38, which derives control signals from the current working speed of the packaging machine.
  • the pressure lever 35 is pivoted by rotating the rod-shaped leg 36 in a corresponding mounting on the jaw holder 34.
  • a pivot bearing 39 for the pressure lever 35 is connected to the actuating gear 38.
  • the pivot bearing 39 is formed by a cross bolt 40 which is mounted with bearing pins 41, 42 in a support fork 43 which is open on one side.
  • the angular pressure lever 35 is firmly connected to the cross pin 40 in the region of the bend.
  • the support fork 43 is rotatably mounted with a bearing pin 44 in a fixed bearing sleeve 45, so that the support fork 43 can perform pivoting movements about the axis of the bearing pin 44.
  • a transversely protruding actuating arm 46 attached, which is connected as part of the actuator 38 with a push rod 47.
  • the latter is part of an actuator, e.g. B. a pressure cylinder.
  • the jaw holder 34 is secured against rotation, specifically by means of stationary support stops 48, 49 on both sides of a protruding support projection 50 on the jaw holder 34.
  • the cam element executes a complete revolution for each work cycle of the packaging machine.
  • the movement of the cam element is therefore synchronous with the movement sequence of the packaging machine.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Andrückdauer und zur Betätigung von Siegelbacken, insbesondere zum Siegeln von Faltlappen eines Verpackungszuschnitts in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine, wobei ein Andrückorgan für die Siegelbacken durch Kurvenabtastung betätigbar ist.
  • Verpackungsmaschinen sind mit Schweiß- bzw. Siegelorganen, nämlich beheizten Siegelbacken, ausgerüstet, wenn Gegenstände in siegelfähiges Verpackungsmaterial eingehüllt werden. Bei der Herstellung der Zigarettenpackungen ist deren äußere Umhüllung aus thermisch schweißbarer Folie im Bereich von Stirnflächen mit einander überdeckenden Faltlappen versehen. Diese werden in ihrer Schließstellung durch Siegeln fixiert. Zur Durchführung der Siegelung werden die (beheizten) Siegelbacken während einer begrenzten Dauer zur Anlage an den zu siegelnden Flächen der Packungen bzw. an den Faltlappen gebracht.
  • Die Siegeldauer, nämlich die Anlage der Siegelbacken an den Verpackungen, muß unter Berücksichtigung der technologischen Eigenschaften des Verpackungsmaterials sowie unter Berücksichtigung weiterer Umstände genau eingehalten werden. Die Sicherstellung genauer, konstanter Siegelzeiten bei vorgegebenem Druck und bestimmter Temperatur der Siegelbacken ist dadurch erschwert, daß die zu beaufschlagenden Packungen mit wechselnden Geschwindigkeiten innerhalb der Verpackungsmaschine transportiert werden können. Grund hierfür sind notwendige Veränderungen in der Taktzeit bzw. -zahl der Verpackungsmaschine. Während des Betriebes können grundsätzlich mindestens drei unterschiedliche Leistungsbereiche der Verpackungsmaschine auftreten: die Normalgeschwindigkeit entspricht der vorgegebenen Leistung der Verpackungsmaschine, bei der Herstellung von Zigarettenpakkungen z.B. 400 Takte pro Minute. Für die Durchführung von Arbeiten an der Verpackungsmaschine, z.B. für die Beseitigung von Fehlpackungen etc., ist ein Kriechgang eingerichtet, bei dem die Verpackungsmaschine mit deutlich reduzierter Taktzahl läuft, z.B. mit 200 Takten je Minute. Schließlich sind Verpackungsmaschinen mit einem sogenannten Overdrive ausgerüstet, der kurzzeitig Taktzahlen oberhalb der Normalgeschwindigkeit ermöglicht.
  • So ist beispielsweise aus der DE-A 33 34 856 eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art zur Steuerung der Andrückdauer und zur Betätigung von Siegelbacken bekannt. Diese vorbekannte Vorrichtung weist ein Andrückorgan für die Siegelbacken auf, das durch zwei Kurvenscheiben steuerbar ist. Die beiden Kurvenscheiben sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und jeweils mit einem Steuer-Kurvenabschnitt versehen. Jede der beiden Kurvenscheiben wird von einer Steuerrolle, die über eine gemeinsame Achse an dem Andrückorgan angeordnet sind, abgetastet. Während eine der beiden Kurvenscheiben drehfest mit der Achse verbunden ist, kann die andere Kurvenscheibe auf der Achse über ein zusätzlich vorgesehenes Stellglied in Form eines Getriebes oder dergleichen verdreht werden. Bei Veränderung der Taktzeit der Verpackungsmaschine können somit die beiden Kurvenscheiben entsprechend der an die Taktzeit angepaßten Siegeldauer relativ zueinander verdreht werden, wobei ihre Drehrichtung stets gegenläufig ist. Infolge einer derartigen Verdrehung der Kurvenscheiben zueinander überlappen sich dann deren beiden Steuer-Kurvenabschnitte bei hoher Taktzahl der Verpackungsmaschine mehr, bei niedriger Taktzahl weniger. Auf diese Weise soll in Abhängigkeit der Taktzahl bzw. Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine eine Steuerung des Andrückorgans erfolgen, woraufhin die jeweilige Siegelbacke in bzw. außer Eingriff mit dem Faltlappen eines Verpackungszuschnitts und dessen Packung kommt. Als besonders nachteilig dieser vorbekannten Vorrichtung hat sich jedoch deren hoher konstruktiver Aufwand erwiesen. So sind zur Steuerung der Andrückdauer sowie zur Betätigung der jeweiligen Siegelbacke durch das Andrückorgan jeweils zwei Kurvenscheiben und zwei, mit diesen zusammenwirkende Steuerrollen erforderlich. Einerseits gestaltet sich die Herstellung bzw. Montage dieser Vorrichtung als relativ schwierig, da die Kurvenscheiben und die Steuerrollen jeweils zueinander genau justiert sein müssen. Andererseits läßt sich eine zuverlässige Steuerung bzw. Betätigung der Siegelbacke mit dieser vorbekannten Vorrichtung nicht erreichen, da diese in ihrem Betrieb infolge der vielen, zueinander genau auszurichtenden Bauteile sehr aufwendig und damit auch störanfällig ist.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen für eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, die eine konstante, den jeweiligen Erfordernissen angepaßte Andrückdauer und damit Siegeldauer der Schweiß- bzw. Siegelorgane je Arbeitstakt der Verpackungsmaschine unabhängig von der Taktzahl derselben je Zeiteinheit zuverlässig gewährleistet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückorgan mittels eines Kurvenelements (Kurvenkörper bzw. Kurvenscheibe), welches eine Kurvenvertiefung aufweist, entlang derer sich die Kurvencharakteristik des Kurvenelements ändert, und einem mit dem Kurvenelement zusammenwirkenden Tastorgan steuerbar ist, wobei Kurvenelement und Abtastorgan in Abhängigkeit von der Taktzahl der Verpackungsmaschine entlang der Kurvenvertiefung relativ zueinander verschiebbar sind.
  • Die Erfindung geht davon aus, daß je Arbeitstakt der Verpackungsmaschine ein Siegeltakt der Siegelbacken auszuführen ist. Die Andrückdauer der Siegelbacken an den Verpackungen oder dergleichen wird durch das Kurvenelement (Kurvenkörper bzw. Kurvenscheibe) bestimmt, dessen Steuerkurve von dem relativ zum Kurvenelement (Kurvenkörper bzw. Kurvenscheibe) bewegbaren Abtastorgan (Tastrolle) abgetastet und in Bewegungen für die Siegelbacken umgesetzt wird.
  • Das Kurvenelement kann erfindungsgemäß in verschiedener Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist ein langgestreckter, annährend zylindrischer Kurvenkörper, auf dessen Mantel eine sich in Längsrichtung erstreckende Kurvenvertiefung mit veränderlicher Quer- bzw. Umfangsabmessung angeordnet ist. Der Kurvenkörper wird hier um die Längsachse drehend angetrieben, wobei das Abtastorgan (Tastrolle) auf dem Mantel des Kurvenkörpers in Umfangsrichtung abläuft. Die Kurvenvertiefung bestimmt hier die Betätigungsdauer (Andrückphase) der Siegelbacken. Eine Veränderung wird durch Axialverschiebung des Kurvenkörpers erreicht, durch die das Abtastorgan jeweils in einen anderen Bereich der Kurvenvertiefung gelangt. Die Axialverschiebung des Kurvenkörpers erfolgt in Abhängigkeit von Veränderungen der Taktzahl (Geschwindigkeit) der Verpackungsmaschine.
  • Bei einer Alternativausführung ist der Kurvenkörper als vorzugsweise kreisförmige Kurvenscheibe ausgebildet, die auf einer freien Abtastfläche mit einer annährend radial gerichteten Kurvenvertiefung versehen ist. Auch diese hat eine sich in Radialrichtung verändernde Form (Breite), derart, daß eine bei Drehung der Kurvenscheibe auf dieser ablaufende Tastrolle zeitweilig in die Kurvenvertiefung eintritt und dadurch die Siegelbacken in siegelndem Sinne betätigt. Die Tastrolle ist hinsichtliche ihrer Radialstellung in bezug auf die Kurvenscheibe verstellbar, derart, daß auch bei veränderter Taktzahl der Verpackungsmaschine eine konstante Siegeldauer gewährleistet ist.
  • Die Kurvenelemente können bei der Erfindung unmittelbar von der Verpackungsmaschine angetrieben sein, z.B. über eine Maschinenwelle. Die Drehzahl des Kurvenelements kann der Taktzahl bzw. Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine entsprechen, so daß bei langsam laufender Verpackungsmaschine das Kurvenelement ebenfalls eine geringere Drehzahl aufweist. Das Abtastorgan muß hierbei in einen schmalen Bereich der Kurvenvertiefung gebracht werden, so daß trotz geringerer Drehzahl die Siegeldauer unverändert erhalten ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform der Vorrichtung in schematischer, perspektivischer Darstellung,
    Fig. 2
    eine andere Ausführung der Vorrichtung in Vorderansicht eines Kurvenelements,
    Fig. 3
    einen Vertikalschnitt in der Ebene III-III der Fig. 2.
  • Die gezeigten Vorrichtungen kommen zum Einsatz in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine für quaderförmige Packungen 10, insbesondere Zigarettenpackungen. Es geht hier um die Siegelung von Faltlappen einer äußeren Umhüllung der Packungen 10 aus siegelbarer Folie. Die Faltlappen (im einzelnen nicht dargestellt) befinden sich im Bereich von Stirnseiten 11 der Packungen 10. Diese werden vorzugsweise auf einer zur Verpackungsmaschine gehörenden, horizontal verlaufenden Förderbahn (nicht dargestellt) taktweise transportiert. Die Stirnseiten 11 mit den zu siegelnden Faltlappen sind dabei zur Seite gerichtet. Während einer Stillstandsphase der Packungen 10 werden die Faltlappen durch Aufbringen von Wärme und Druck gesiegelt. Aufbau und Funktion der Förderbahn für die Packungen 10 sind in Verbindung mit Verpackungsmaschinen für Zigaretten allgemein bekannt.
  • Zur Siegelung der Faltlappen dient hier eine beheizte Siegelbacke 12, die durch Schwenkbewegung aus einer zurückgezogenen Stellung in die Siegelstellung unter Anlage an der Stirnseite 11 der Packung 10 bewegt wird (Darstellung in ausgezogenen Linien in Fig. 1).
  • Die Siegelbacke 12 ist zu diesem Zweck an einem Betätigungsorgan angebracht, bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 an einem winkelförmig ausgebildeten zweiarmigen Andrückhebel 13. Der Andrückhebel 13 ist in vertikaler Ebene um ein ortsfestes Schwenklager 14 bewegbar. Die Siegelbacke 12 bzw. der Andrückhebel 13 sind ständig durch ein elastisches Andrückorgan in die Siegelstellung belastet. Im vorliegenden Falle ist am oberen Teil des Andrückhebels 13 eine Zugfeder 15 angebracht, die den Andrückhebel im Gegenuhrzeigersinn, also in Richtung auf die Siegelstellung, belastet.
  • Die Siegeldauer, also die Phase der Anlage der Siegelbacke 12 an der Packung 10, wird durch ein Steuerorgan bestimmt, welches unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit (Taktzahl bzw. Taktzeit) der Verpackungsmaschine eine vorgegebene, begrenzte Siegeldauer festlegt und nach Beendigung derselben eine Schwenkbewegung des Andrückhebels 13 im Uhrzeigersinne bewirkt. Zu diesem Zweck läuft das freie Ende des Andrückhebels 13 mit einem Abtastorgan, nämlich einer Tastrolle 16, auf ein em Kurvenelement ab, dessen Kurvencharakteristik in Abhängigkeit von der Änderung der Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine veränderbar ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht das Kurvenelement aus einem langgestreckten, annähernd zylindrischen Kurvenkörper 17. Dieser ist auf einer Antriebswelle 18 gelagert und durch diese drehend abtreibbar. Die Antriebswelle 18 bzw. deren Drehachse ist parallel zur Drehachse des Schwenklagers 14 für den Andrückhebel 13 gerichtet. Der Kurvenkörper 17 ist auf der zylindrischen Außenfläche, nämlich dem äußeren Mantel 19, mit einer Steuerkurve versehen, die hier als Kurvenvertiefung 20 ausgebildet ist. Die bei Drehung des Kurvenkörpers 17 im Umfangsrichtung desselben auf dem Mantel 19 ablaufende Tastrolle 16 tritt während einer Umdrehung des Kurvenkörpers 17 zeitweilig in die Kurvenvertiefung 20 sein. Während dieser Zeit kommt die Siegelbacke 12 durch die Wirkung der Zugfeder 15 zur Anlage an der Packung 10. Außerhalb des Bereichs der Kurvenvertiefung 20 bewirkt die Tastrolle 16 eine von der Packung 10 abgehobene (Ausgangs-)Position der Siegelbacke 12.
  • Die Kurvenvertiefung 20 hat eine sich über die axiale Länge des Kurvenkörpers 17 verändernde Gestalt, um in verschiedenen Umfangsbereichen unterschiedliche Abmessungen der Kurvenvertiefung 20 im Umfangsrichtung zu bewirken. Zu diesem Zweck sind seitliche Begrenzungen der Kurvenvertiefung 20, nämlich in Längsrichtung des Kurvenkörpers 17 verlaufende Kurvenflanken 21 und 22 in Längsrichtung des Kurvenkörpers 17 konvergierend bzw. divergierend zueinander ausgebildet. Zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kurvenflanke 21 in der Mantellinie verlaufend ausgebildet, also achsparallel, während die andere, gegenüberliegende Kurvenflanke 22 eine geschwungene Gestalt aufweist, so daß die Kurvenvertiefung 20 insgesamt eine trichterförmige Gestalt erhält. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 ist im linken Bereich eine größere Umfangsfläche der Kurvenvertiefung 20 zugeordnet. Hier erhält die Tastrolle 16 ihre Position bei schnellaufender Antriebswelle 18 und damit schnelllaufender Verpackungsmaschine. Der Bereich der Kurvenvertiefung 20 am gegenüberliegenden Endbereich des Kurvenkörpers 17 ist in Umfangsrichtung verhältnismäßig schmal und dadurch für langsame Drehbewegungen der Antriebswelle 18 bzw. der Verpackungsmaschine vorgesehen. Die Übergänge der Kurvenflanken 21, 22 zum äußeren Mantel 19 sind schräg ausgebildet, so daß ein sanfter Lauf der Tastrolle 16 gewährleistet ist.
  • Zur Anpassung der Andrückdauer der Siegelbacke 12 an der Packung 10 erfolgt eine Relativverschiebung zwischen der Tastrolle 16 und dem Kurvenkörper 17 in Längsrichtung der Kurvenvertiefung 20. Bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel wird zu diesem Zweck bei ortsfester Lagerung des Andrückhebels 13 der Kurvenkörper 17 verstellt. Dieser ist im vorliegendem Falle auf einer Schiebehülse 23 angeordnet, die Unverdrehbar auf der Antriebswelle 18 gelagert, jedoch in Längsrichtung derselben verschiebbar ist. Die Schiebehülse 23 ist mit einem Stellgetriebe versehen, welches bei sich ändernden Arbeitsgeschwindigkeiten der Verpackungsmaschine wirksam wird. Im vorliegendem Falle wird ein (zweiarmiger) Betätigungshebel 24 von einem Stellorgan, z. B. einer am freien Ende des Betätigungshebels 24 angreifenden Schubstange (nicht dargestellt) verschwenkt. Dadurch wird eine Axialverschiebung der Schiebehülse 23 bewirkt. Das gegenüberliegende Ende des Betätigungshebels 24 tritt zu diesem Zweck formschlüssig in eine Führungsnut 25 der Schiebehülse 23 ein. Zur Bildung der Führungsnut 25 sind Ringscheiben 26 und 27 mit Abstand voneinander auf der Schiebehülse 23 angebracht. Der Betätigungshebel 24 ist um das Drehlager 28 schwenkbar.
  • Die Steuerung des Betätigungshebels 24 zur Axialverschiebung des Kurvenkörpers kann durch ein geeignetes, bekanntes Organ zur Feststellung der Taktzeit der Verpackungsmaschine erfolgen, z. B. durch einen Drehzahlmesser, der einer Maschinenwelle der Verpackungsmaschine zugeordnet ist. Die Tastrolle 16, die sich in ständiger Anlage an den Mantel 19 des Kurvenkörpers 17 befindet, ist im Bereich der Lauffläche ballig ausgebildet (siehe Fig. 2). Dadurch sind die Verschiebungen des Kurvenkörpers 17 quer zur Tastrolle 16 problemlos ausführbar.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 verwirklicht denselben technischen Grundgedanken. Als Kurvenelement ist hier eine Kurvenscheibe 29, also ein plattenförmiges Kurvenelement, vorgesehen. Auf einer flachen, stirnseitigen Steuerfläche 30 der Kurvenscheibe 29 ist eine Kurvenvertiefung 31 gebildet, die sich von der Mitte der hier kreisförmigen Kurvenscheibe aus annähernd in Radialrichtung bis zum äußeren freien Rand erstreckt. Die Kurvenvertiefung 31 ist mit sich in Radialrichtung verändernder wirksamer Breite ausgebildet, so daß von der die Steuerfläche 30 abtastenden Tastrolle 16 - je nach Relativstellung - unterschiedliche Andrückzeiten für die Siegelbacke 12 abgetastet werden. Zu diesem Zweck ist eine Kurvenflanke 32 der Kurvenvertiefung 31 im wesentlichen geradlinig ausgebildet und eine gegenüberliegende Kurvenflanke 33 bogenförmig gestaltet. Die Andrückzeiten (Siegelphase) der Siegelbacke 12 werden durch die Anlage der Tastrolle 16 an der Kurvenscheibe 29 im Bereich der Kurvenvertiefung 31 bestimmt, außerhalb derselben ist die Siegelbacke 12 abgehoben.
  • Die Siegelbacke 12 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an einem winkelförmigen Backenhalter 34 angebracht, der drehbar auf einem winkelförmigen Andrückhebel 35 gelagert ist. Ein dem Backenhalter 34 zugeordneter (rechter) Schenkel 36 des Andrückhebels 35 ist als runde Stange ausgebildet. Auf dieser ist der Backenhalter 34 drehbar gelagert. Auf- und Abbewegungen der Tastrolle 16 werden so in Schwenkbewegungen des Andrückhebels 35 und damit des Schenkels 36 in abhebendem oder andrückendem Sinne der Siegelbacke 12 umgesetzt.
  • Die Kurvenscheibe 29 wird drehend angetrieben, und zwar durch eine Antriebswelle 37, die unmittelbar oder mittelbar getrieblich mit der Verpackungsmaschine in Verbindung steht, jedenfalls mit einer korrespondierenden Geschwindigkeit wie diese umläuft. Bei einer Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit (Taktzeit) der Verpackungsmaschine wird die Tastrolle 16 hinsichtlich ihrer Relativstellung an der Steuerfläche 30 der Kurvenscheibe 29 in Radialrichtung verstellt, und zwar bei langsameren Lauf der Verpackungsmaschine in Richtung zum Mittelpunkt der Kurvenscheibe 29 und bei schnelleren Umdrehungen zum äußeren Rand hin.
  • Die Verstellung der Tastrolle 16 und damit des Andrückhebels 35 erfolgt durch ein Stellgetriebe 38, welches Steuersignale von der aktuellen Arbeitsgeschwindigkeit der Verpackungsmaschine ableitet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Andrückhebel 35 durch Drehen des stangenförmigen Schenkesl 36 in einer entsprechenden Lagerung am Backenhalter 34 verschwenkt. Zu diesem Zweck ist ein Schwenklager 39 für den Andrückhebel 35 mit dem Stellgetriebe 38 verbunden. Das Schwenklager 39 wird durch einen Querbolzen 40 gebildet, der mit Lagerzapfen 41, 42 in einer einseitig offenen Traggabel 43 gelagert ist. Der winkelförmige Andrückhebel 35 ist im Bereich der Abwinklung mit dem Querbolzen 40 fest verbunden. Die Traggabel 43 ist mit einem Lagerbolzen 44 in einer festangebrachten Lagerhülse 45 drehbar gelagert, so daß die Traggabel 43 Schwenkbewegungen um die Achse des Lagerbolzens 44 auszuführen vermag.
  • An der Traggabel 43 is weiterhin ein querabstehender Betätigungsarm 46 befestigt, der als Teil des Stellgetriebes 38 mit einer Schubstange 47 verbunden ist. Letztere ist Teil eines Stellorgans, z. B. eines Druckmittelzylinders. Durch Schwenken des Betätigungsarm 46 erfolgt die Drehung der Traggabel 43 um die Achse des Lagerbolzens 44 und damit zugleich eine Schwenkbewegung des Andrückhebels 35 um den Schenkel 36. Dadurch wird die Tastrolle in ihrer Relativstellung auf der Kurvenscheibe 29 verstellt.
  • Der Backenhalter 34 ist gegen Drehung gesichert, und zwar durch ortsfeste Stützanschläge 48, 49 zu beiden Seiten eines abstehenden Stützansatzes 50 am Backenhlater 34.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Steuervorrichtung führt das Kurvenelement jeweils je Arbeitstakt der Verpackungsmaschine eine komplette Umdrehung aus. Die Bewegung des Kurvenelements ist demnach mit dem Bewegungsablauf der Verpackungsmaschine synchron.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Steuern der Andrückdauer und zur Betätigung von Siegelbacken, insbesondere zum Siegeln von Faltlappen eines Verpackungszuschnitts in Verbindung mit einer Verpackungsmaschine, wobei ein Andrückorgan für die Siegelbacken durch Kurvenabtastung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückorgan mittels eines Kurvenelements, welches eine Kurvenvertiefung (20, 31) aufweist, entlang derer sich die Kurvencharakteristik des Kurvenelements ändert, und eines mit dem Kurvenelement zusammenwirkenden Abtastorgans steuerbar ist, wobei Kurvenelement und Abtastorgan in Abhängigkeit von der Taktzahl der Verpackungsmaschine entlang der Kurvenvertiefung (20, 31) relativ zueinander verschiebbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (17,29) je Arbeitstakt der Siegelbacke 12 einen Bewegungszyklus ausführt, insbesondere eine Umdrehung.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement als langgestreckter, im wesentlichen zylindrischer Kurvenkörper (17) ausgebildet ist mit sich in Längsrichtung verändernder Kurvenform, wobei Kurvenkörper (17) und Tastrolle (16) relativ zueinander in Achsrichtung des Kurvenkörpers verschiebbar sind zur Veränderung der wirksamen Kurvenform.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper (17) in Axialrichtung relativ zur Tastrolle (16) verschiebbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß der Kurvenkörper (17) drehend angetrieben und das die Tastrolle (16) auf dem Umfang (Mantel 19) des Kurvenkörpers (17) abläuft.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform des Kurvenkörpers (17) durch eine sich in Längsrichtung des Kurvenköpers (17) erstreckende Kurvenvertiefung (20) im Mantel (19) desselben bestimmt ist, wobei sich die Siegelbacke (12) während der Ablaufbewegung der Tastrolle (16) im Bereich der Kurvenvertiefung (20) in Andrückstelldung befindet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper (17) auf einer Schiebehülse (23) angeordnet ist, die ihrerseits auf einer Antriebswelle (18) für den Drehantrieb des Kurvenkörpers (17) axial verschiebbar, jedoch (relativ) unverdrehbar gelagert ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement als flache, insbesondere runde Kurvenscheibe (29) ausgebildet ist mit auf der Vorderseite (Steuerfläche 30) gebildeter Steuerkurve für das Abtastorgan (Tastrolle 16).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (30) der Kurvenscheibe (29) mit einer sich im wesentlichen in Radialrichtung erstrekkenden Kurvenvertiefung (31) ausgebildet ist, die die Andrückdauer der Siegelbacke (12) bestimmt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig an der Steuerfläche (30) anliegende Tastrolle (16) in Abhängigkeit von Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit (Taktzahl) der Verpackungsmaschine in Radialrichtung relativ zur Kurvenscheibe (29) verstellbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise winkelförmiger Andrückhebel (35) für die Siegelbacke (12) durch ein von der Verpackungsmaschine steuerbares Stellgetriebe (38) im Sinne einer Verstellung der Tastrolle (16) in Radialrichtung zur Kurvenscheibe (29) verschwenkbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Tastrolle (16) abliegender Schenkel (36) des Andrückhebels (35) drehbar in einem Backenhalter (34) für die Siegelbacke (12) gelagert ist.
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