EP0895933A1

EP0895933A1 - Hubeinrichtung für eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine

Info

Publication number: EP0895933A1
Application number: EP97113794A
Authority: EP
Inventors: Johann Natterer
Original assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Current assignee: Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-02-10
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: JPH11147512A; JP3041606B2; ES2197273T5; ES2197273T3; EP0895933B1; DE59709858D1; EP0895933B2; US6006505A

Abstract

Es ist eine Hubeinrichtung für eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine vorgesehen, wobei die Arbeitsstation ein erstes Werkzeugteil und eine relativ dazu bewegbares zweites Werkzeugteil aufweist, mit einem ersten Hubelement zum Erzeugen einer ersten Schließbewegung des zweiten Werkzeugteiles gegen das erste Werkzeugteil und mit einem zweiten Hubelement (20, 22) zum Erzeugen einer zweiten Schließbewegung nach der ersten Schließbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hubelement (20, 22) einen Antrieb (23) und eine mechanische Übersetzungseinrichtung (55, 80, 90, 61) mit Rollen (80) zwischen drei Ebenen (71a, 90a, 61a; 71b, 90b, 61b) aufweist, wobei der Hub für die zweite Schließbewegung dadurch erzeugt wird, daß bei der Bewegung der ersten Ebene (71a; 71b) über den Antrieb (23) aus einer ersten Position in eine zweite Position die Rollen (80) so zwischen der zweiten (90a; 90b) und der dritten Ebene (61a; 61b) bewegt werden, daß der Abstand zwischen der zweiten (90a; 90b) und der dritten Ebene (61a; 61b) vergrößert wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubeinrichtung für eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Üblicherweise weist eine Verpackungsmaschine Arbeitsstationen für verschiedene Funktionen wie Formen, Füllen, Siegeln und Schneiden auf. Dabei wird über ein Hubwerk mindestens ein bewegliches Teil einer Arbeitsstation in die Arbeitsstellung gebracht. In dieser Stellung ist eine erhöhte Kraft zum Schließen der Werkzeugteile der Arbeitsstation erforderlich, um eine Packungsbahn für den Arbeitsgang festzuhalten und dann den Arbeitsgang auszuführen. Beispielsweise wird zum Formen eines Bahnstückes aus Kunststoffmaterial eine Kammer hermetisch geschlossen und anschließend die Bahn mit Fluid aus einer Druckluftquelle verformt. Dabei werden für eine schnelle und detaillierte Formgebung hohe Drücke angewendet, die auf die Formstation hohe Kräfte ausüben.
und detaillierte Formgebung hohe Drücke angewendet, die auf die Formstation hohe Kräfte ausüben.

Um diese Kräfte in geschlossenem Zustand aufzunehmen, sind Elemente erforderlich, die eine Kraft zum Schließen erzeugen, die größer ist als die Kraft, die beim Arbeitsgang entsteht. Einfache Elemente bestehen aus Kolben-Zylinder-Einrichtungen mit entsprechend großer Wirkfläche. Diese Elemente verbrauchen jedoch für den gesamten Hubweg eine große Luftmenge und sind daher sehr aufwendig. Andere Elemente bestehen aus Kniehebel-Systemen, mit denen durch mechanische Übersetzung im Endbereich höhere Kräfte erzeugt werden. Bei den Kniehebel-Systemen erweist es sich als nachteilig, daß eine feste Schließbewegung erzeugt wird, die einen sogenannten Totpunkt ergibt. Es müssen daher einerseits sehr enge Toleranzen eingehalten werden, um im Totpunkt die erforderliche Schließkraft aufzubauen, andererseits schwanken die Kräfte in Abhängigkeit von der Materialdicke des Bahnmaterials. Die Materialdicke wird jedoch abhängig von der Anwendung ausgewählt und kann somit in weiten Bereichen variieren. Bei jeder Änderung der Materialdicke müssen dann die Einstellungen des Hubwerkes angepaßt werden. Dabei werden hohe Anforderungen an den Benutzer gestellt.

Aus der DE-A-42 16 207 ist eine Hubeinrichtung für eine Schneidstation einer Verpackungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt. Bei dieser Hubeinrichtung wird am Ende des durch eine Kolben-Zylinder-Einrichtung erfolgten Hubes die Kolbenstange, die an ihrem freien Ende als Widerlager ausgebildet ist, durch Einschieben eines keilförmigen Elementes in eine entsprechende Ausnehmung der Kolbenstange um ein weiteres Stück angehoben, so daß in der so erreichten Endstellung durch die Kolbenstange eine Kraft ausgeübt wird, die höher ist als die von der Kolben-Zylinder-Einrichtung aufbringbare Kraft. Die beim Einschieben des Keiles auftretenden Reibungskräfte bewirken jedoch einen schnelleren Materialverschleiß.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hubeinrichtung für eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine zu schaffen, die einen Betrieb unabhängig von der Materialdicke ohne Anpassung erlaubt und bei der zudem nur geringe Toleranzanforderungen bestehen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hubeinrichtung nach Anspruch 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Hubeinrichtung hat den Vorteil, daß der Schließvorgang der Arbeitsstation in zwei Schritten erfolgt: Die erste Schließbewegung in die Arbeitsstellung erfolgt über einen größeren Weg und erfordert eine relativ geringe Kraft. Die Krafterzeugung für den Arbeitsbetrieb erfolgt dann über eine zweite Schließbewegung, wobei die Wirkkräfte beim Arbeitsgang aufgenommen werden. Ein Krafthubelement erzeugt die notwendige Kraft für die zweite Schließbewegung unabhängig von der Einrichtung, welche die erste Schließbewegung bewirkt. Die erforderliche Kraft wird immer am Ende des Schließvorganges erzeugt, unabhängig von einem exakten Totpunkt. Die Hubeinrichtung weist ferner den Vorteil auf, daß das Krafthubelement zum Erzeugen der zweiten Schließbewegung kompakt und damit platzsparend aufgebaut ist sowie daß es eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer Verpackungsmaschine mit weggelassener Seitenabdeckung,

Fig. 2

eine Längsansicht einer Arbeitsstation in Transportrichtung der Verpackungen gesehen in geöffnetem Zustand,

Fig. 3

eine Seitenansicht der Arbeitsstation von Fig. 2 in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung der Verpackungen,

Fig. 4

eine Längsansicht in Transportrichtung der Arbeitsstation nach Fig. 2 in geschlossenem Zustand,

Fig. 5

eine Seitenansicht senkrecht zur Transportrichtung der Arbeitsstation nach Fig. 4.

Fig. 6

eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Krafthubelementes;

Fig. 7a) bis Fig. 7e)

eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Krafthubelementes nach Fig. 6 in vier Phasen des Hubvorganges:

Fig. 7a) Werkzeugteile in Position
Offen",
Fig. 7b) Werkzeugteile in Position Geschlossen", Ende der ersten Schließbewegung,
Fig. 7c) Anfang der zweiten Schließbewegung mit Beginn des Krafthubes,
Fig. 7d) Ende der zweiten Schließbewegung,
Fig. 7e) eine Seitenansicht des Krafthubelementes gemäß Fig. 7d) in geschnittener Darstel lung,

Fig. 8a) bis Fig. 8c)

eine schematische Darstellung einer Seite der kraft erzeugenden Elemente des Krafthubelementes gemäß Fig. 6 entsprechend den Positionen der Figuren 7b), 7c) und 7d).

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Verpackungsmaschine einen Maschinenrahmen 1 und nacheinander angeordnet eine Formstation 2, eine Evakuier- und Versiegelungsstation 3 und eine Schneideinrichtung 4 auf. In der Verpackungsmaschine wird eine Folienbahn 5 von der Eingangsseite in die Maschine eingeführt. In der Formstation werden aus der Folienbahn Behälter 6 geformt. Diese werden nach dem Befüllen in einer in der Figur nicht dargestellten Füllstation in der Evakuier- und Versiegelungsstation 3 mit einer Oberfolie versiegelt und schließlich mittels der Schneideinrichtung 4 voneinander getrennt. Der Maschinenrahmen 1 weist gleichzeitig auch die Führung für einen nicht gezeigten Kettenantrieb zum Fördern der Folienbahn 5 bzw. der daraus gebildeten Verpackungsbehälter 6 auf.

Wie am besten aus den Figuren 2 bis 5 ersichtlich ist, weist eine Arbeitsstation, die hier beispielhaft als Evakuier- und Versiegelungsstation 3 dargestellt ist, ein Basisteil 7, ein mit diesem fest verbundenes Werkzeugoberteil 8 und ein relativ zu diesem bewegbares Werkzeugunterteil 9 auf. Das Basisteil 7 und das Werkzeugoberteil 8 der Arbeitsstation sind über Führungsstangen 10 miteinander verbunden.

Es ist eine Hubeinrichtung zum Bewegen des Werkzeugunterteiles 9 relativ zu dem Werkzeugoberteil 8 von einer in den Figuren 2 und 3 dargestellten offenen Stellung in eine in den Figuren 4 und 5 dargestellte geschlossene Stellung, in der das Werkzeugunterteil 9 und das Werkzeugoberteil 8 zusammenwirken, vorgesehen. Die Hubeinrichtung weist zwei über ein Joch 11 miteinander verbundene Kolben-Zylinder-Einrichtungen 12 auf. Die Zylinder 13 jeder Kolben-Zylinder-Einrichtung 12 sind jeweils mit dem Basisteil 7 verbunden, während die Kolbenstangen 14 jeweils mit dem Joch 11 verbunden sind, welches seinerseits das Werkzeugunterteil 9 trägt. Das Joch 11 und das mit diesem verbundene Werkzeugunterteil 9 ist mit auf den Führungsstangen 10 gleitenden Führungsbuchsen 15 verbunden.

Die Kolben-Zylinder-Einrichtungen 12 sind so ausgelegt, daß sie das Werkzeugunterteil 9 in einer ersten Schließbewegung über eine große Hubstrecke in einer Größe bis über 200mm von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung und vice versa bewegen können.

Um die Wirkkräfte beim Arbeitsgang in geschlossener Position der Arbeitsstation aufnehmen zu können, weist die Hubeinrichtung zur Krafterzeugung über eine zweite Schließbewegung mit einem relativ zu der ersten Schließbewegung geringeren Hubweg ein zweites Hubelement, ein sogenanntes Krafthubelement 20 auf. Das Krafthubelement 20 weist ein mit dem Basisteil 7 fest verbundenes Gehäuse 21 und ein darin in Hubrichtung bewegliches Teil in Form einer Hubstange 22 auf, welche an ihrem dem Werkzeugunterteil 9 zugewandten Ende mit dem Joch 11 und damit mit dem Werkzeugunterteil 9 fest verbunden ist.

Wie insbesondere aus den Figuren 6 und 7a bis 7e ersichtlich ist, weist das Krafthublelement 20 einen Antrieb in Form einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 auf, deren Zylinder- bzw. Mittenachse M parallel zur Hubrichtung des Werkzeugunterteiles 9 ausgerichtet ist. Die Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 weist einen Zylinder 24 und einen darin verschiebbaren Kolben 25 auf. Der Zylinder 24 weist an seiner dem Werkzeugunterteil 9 zugewandten Stirnseite 26 eine Öffnung 27 auf, durch die die Hubstange 22 über Gleitlager verschiebbar und über Dichtungen 28 gegenüber der Zylinderkammer abgedichtet hindurchgeführt ist. Der Kolben 25 weist eine entsprechende Öffnung 29 auf, durch welche die Hubstange 22 entsprechend hindurchgeführt ist. Eine mit dem Kolben 25 verbundene Kolbenstange ist in Form einer Hülse 30 ausgebildet, durch die die Hubstange 22 entsprechend hindurchgeführt und über Gleitlager verschiebbar ist. Ferner weist die Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 einen Einlaß 31 und einen Auslaß 32 für Druckluft in die Zylinderkammer auf.

Die Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 ist mit einem Gehäuse 21 des Krafthubelementes 20, welches die weiter unten beschriebenen mechanischen Kraftübertragungselemente aufnimmt, verbunden. Das Gehäuse 21 schließt mit seiner dem Werkzeugunterteil 9 zugewandten Oberseite 40 an die der Stirnseite 26 gegenüberliegende Seite der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 an. Durch diese Oberseite 40 des Gehäuses 21 sind über eine Öffnung 41 sowohl die Hülse 30 als auch die durch diese geführte Hubstange 22 verschiebbar hindurchgeführt. Das Gehäuse 21 hat in einer Ebene senkrecht zur Mittenachse M rechteckigen Querschnitt und bildet mit seinen Seitenwänden eine Kammer 50 zur Aufnahme der mechanischen Kraftübertragungselemente. An seiner Unterseite 51 weist das Gehäuse 21 eine Öffnung 52 auf, die die Kammer 50 mit einer zweiten Kammer 53 von geringerem Querschnitt verbindet. Wie insbesondere aus Fig. 7a ersichtlich ist, nimmt die zweite Kammer 53 das freie Ende 60 der Hubstange 22 in offener Stellung der Arbeitsstation vollständig auf.

Das freie Ende 60 der Hubstange 22 weist ein Endstück bzw. Druckteil 61 auf, welches im wesentlichen die Form eines umgekehrten Dachgiebels aufweist, und daher, wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, in einer Ebene parallel zur Mittenachse M dreieckigen Querschnitt aufweist. Somit weist das Druckteil 61 zwei ebene Flächen 61a, 61b auf, die jeweils unter einem spitzen Winkel zur Mittenachse M ausgerichtet sind.

In der Kammer 50 ist eine Kulisse 55 vorgesehen, die an ihrem oberen, der Kolben-Zylinder-Einrichtung zugewandten Ende mit der Hülse 30 fest verbunden ist und die in der Kammer 50 zwischen der Kammerdecke und dem Kammerboden auf und ab verschiebbar ist. Die Kulisse ist, wie aus Fig. 7e ersichtlich ist, aus zwei Teilen gebildet und weist, wie insbesondere aus den Figuren 6 und 7a bis 7d ersichtlich ist, an jeder ihrer dem Kammerinneren zugewandten Flächen jeweils zwei Führungsnuten 70a, 70b auf, in denen jeweils die Enden von sich quer durch die Kammer 50 erstreckenden Rollenpaaren 80 geführt sind. Es sind also insgesamt vier Rollen 80 vorgesehen. Die Führungsnuten 70a, 70b verlaufen dabei jeweils unter einem stumpfen Winkel zur Mittenachse M. Die Rollen 80 sind in den Führungsnuten zwar beweglich aber zwangsgeführt.

Die oberen Längsränder der zu einem Rollenpaar gehörigen sich gegenüberliegenden Führungsnuten 70a definieren eine erste Ebene 71a der Kraftübertragung von der Kulisse 55 auf dieses Rollenpaar, die unter einem stumpfen Winkel zur Mittenachse M verläuft. Entsprechendes gilt aufgrund der zur Mittenachse M symmetrischen Ausbildung der Kulisse 55 auch für die oberen Längsränder des anderen Rollenpaares welche eine entsprechende erste Ebene 71b definieren.

In einem Abstand vom Boden des Gehäuses 21 ist ein Widerlager 90 für die Rollen 80 vorgesehen. Das Widerlager 90 ist symmetrisch ausgebildet und weist zwei jeweils unter einem spitzen Winkel zur Mittenachse verlaufende Flächen 90a, 90b auf, auf denen jeweils ein Rollenpaar 80 gestützt wird. Dabei unterscheidet sich der Winkel, den die Flächen 90a, 90b mit der Mittenachse M einschließen von dem Winkel, den die Flächen 61a, 61b des Endstückes jeweils mit der Mittenachse M einschließen derart, daß eine durch die Fläche 90a verlaufende zweite Ebene gegenüber einer durch die Fläche 61a verlaufenden dritten Ebene leicht geneigt ist und somit die beiden Ebenen einen Keilwinkel zwischen sich einschließen. Dasselbe gilt für den Flächen 90b und 61b. Wie insbesondere aus den Figuren 8a bis 8c ersichtlich ist, steht die erste Ebene im wesentlichen senkrecht auf der zweiten Ebene.

Die Neigung der drei Ebenen zueinander bestimmt das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der durch die Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 aufgebrachten Kraft F₁ und der auf das Werkzeugunterteil 9 mittels der Hubstange 22 bei der zweiten Schließbewegung ausgeübten Kraft F₂. Die mechanische Kraftübersetzungseinrichtung ist also derart ausgebildet, daß sie einen nahezu konstanten Kraftverlauf aufweist, wobei bei Auftreten eines Widerstandes die Kraft für die zweite Schließbewegung erzeugt wird.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Hubeinrichtung wird nun anhand der Figuren 7a bis 7e und die Wirkungsweise der Kraftübersetzung insbesondere anhand der Figuren 8a bis 8c beschrieben. In der in den Figuren 2 und 3 gezeigten offenen Position der Arbeitsstation, in der das Werkzeugunterteil 9 und das Werkzeugoberteil 8 voneinander getrennt sind, befindet sich die Hubstange 22 in ihrer tiefsten Position, in der sie vollständig in das Krafthubelement 20 eingeführt ist. Der Kolben 25 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 befindet sich am oberen Anschlag (Fig. 7a). Dann werden die Kolben-Zylinder-Einrichtungen 12 für die erste Schließbewegung aktiviert, wobei das Werkzeugunterteil 9 einen ersten Schließweg mit einer Hubstrecke von bis über 200mm ausführt. Da die Hubstange 22 mit dem Joch 11 verbunden ist und innerhalb des Krafthubelementes 20 verschiebbar ist, wird sie um die Hubstrecke des ersten Schließweges nach oben gezogen und befindet sich dann in der in Fig. 7b dargestellten Position, wobei das Werkzeugunterteil 9 und das Werkzeugoberteil 8 sich in den in den Figuren 4 und 5 dargestellten geschlossenen Position befinden.

Nach Beendigung des ersten Hubes mit dem ersten Schließweg wird die Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 des Krafthubelementes 20 betätigt und die zweite Schließbewegung eingeleitet. Dabei wird über den Drucklufteinlaß 31 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 Druckluft Zugeführt. Infolgedessen schiebt die Hülse 30 die Kulisse 55 mit einer Kraft F₁ nach unten. Die durch die Führungsnuten gebildeten ersten Ebenen 71a und 71b übertragen dabei jeweils die von der Hülse 30 auf die Kulisse 55 ausgeübte Kraft auf die Rollenpaare 80. Da die Rollenpaare 80 jeweils in den Führungsnuten 70a, 70b zwangsgeführt sind und von den schrägen Flächen 90a, 90b des Widerlagers 90 eine Gegenkraft erfahren, weichen sie bei der Abwärtsbewegung der Kulisse 55 in den Führungsnuten jeweils nach oben aus und gelangen in Eingriff mit den schrägen Flächen 61a, 61b des Druckteiles 61 der Hubstange 22 (Fig. 7c). Die Rollen jedes Rollenpaares rollen dann bei der weiteren Abwärtsbewegung der Kulisse 55 jeweils auf der Fläche des Widerlagers und der gegenüberliegenden Fläche des Endstückes gegensinnig rotierend ab. Da die jeweilige Fläche des Widerlagers 90a, 90b mit der jeweils gegenüberliegenden Fläche des Druckteiles 61a bzw. 61b einen Keilwinkel einschließt, üben die Rollen auf das Druckteil 61 eine Kraft aus. Durch die symmetrische Anordnung werden auf beide Flächen 61a, 61b des Endstückes Kräfte ausgeübt, wobei die resultierende Kraft F₂ das Druckteil und damit die Hubstange 22 nach oben verschiebt. Die Dimensionierung der Bauteile ist so ausgelegt, daß, wenn sich der Kolben 25 in seiner tiefsten Position befindet, die Rollenpaare die Spitze des Endstückes zwischen sich einschließen (Fig. 7d).

In den Figuren 8a bis 8c ist das Prinzip der Kraftübertragung von der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 über die Kulisse 55 und die Rollenpaare 80 auf die Hubstange 22 nochmals anhand einer Hälfte der mechanischen Übersetzungsvorrichtung dargestellt.

Die relativ geringe Kraft F₁, die der Kolben 25 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 über einen relativ langen Hubweg des Kolbens auf die Kulisse 55 ausübt, wird in eine relativ dazu große Kraft F₂, die auf die Hubstange 22 wirkt und einen relativ dazu geringen Hubweg der Hubstange 22 umgesetzt. Damit wirkt auf das Werkzeugunterteil 9 eine Kraft, die größer ist als die Kraft der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23. Bevorzugt kann eine Schließkraft erzeugt werden, die zwei bis 30 mal so groß ist wie die Kraft, die durch den Antrieb erzeugt wird. Besonders bevorzugt wird eine Geometrie gewählt, bei der die Schließkraft etwa 10 mal so groß ist, wie die über den Antrieb der Kolben-Zylinder-Einrichtung 23 erzeugte Kraft. Der zweite Schließweg des Werkzeugunterteiles 9 gegenüber dem Werkzeugoberteil 8 liegt in der Größenordnung von etwa 1mm bis etwa 10mm. Die erzeugbaren Schließkräfte über den zweiten Schließweg liegen im Bereich von etwa 25kN bis 150kN, abhängig von der Größe und Funktion der Station.

Abwandlungen der Vorrichtung sind möglich. Die Hubeinrichtung kann eine, zwei oder mehrere Kolben-Zylinder-Einrichtungen für die erste Schließbewegung aufweisen. Sie kann ferner auch zwei oder mehrere Krafthubelemente für die zweite Schließbewegung aufweisen.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Hubeinrichtung zusätzlich ein in den Figuren 2 bis 5 dargestelltes Hebelsystem 100 zwischen dem beweglichen Werkzeugunterteil 9 der Station und dem Maschinenrahmen 1 auf, um, gekoppelt mit der Bewegung des beweglichen Werkzeugunterteiles 9 in die geöffnete Stellung, das gesamte Hubwerk anzuheben und damit das sonst feststehende Werkzeugoberteil 8 von der Folienbahn 5 wegzubewegen.

Das Hebelsystem 100 verbindet das Werkzeugunterteil 9 mit dem Basisteil 7 der Arbeitsstation und mit dem Maschinenerahmen 1. Das Hebelsystem 100 weist zwei zweiarmige Hebel 101a, 101b auf. Der Drehpunkt 102a, 102b jedes Hebels 101a, 101b ist jeweils über eine Verbindungsstange 106a, 106b an einem Punkt 107a, 107b des Maschinenrahmens 1 angelenkt, wobei die Verbindungsstangen 106a, 106b an den Anlenkpunkten 107a, 107b drehbar gelagert sind. Das eine äußere Ende der Hebel 101a, 101b ist jeweils über eine Drehverbindung 103a, 103b mit dem Basisteil 7 drehbar verbunden. Das andere äußere Ende der Hebel 101a, 101b ist jeweils über eine Verbindungsstange 104a, 104b mit dem Joch 11 verbunden, wobei sowohl die Anlenkpunkte 105a, 105b der Verbindungsstangen am Joch, als auch die Anlenkpunkte 108a, 108b der Verbindungsstangen am Hebel drehbar ausgeführt sind. Die Verbindungsstangen 104a, 104b dienen somit zur Übertragung der Auf- bzw. Abbewegung des Werkzeugunterteiles 9 auf die Hebel 101a, 101b und somit auf das Basisteil 7.

Im Betrieb bewirkt ein Absenken des Werkzeugunterteiles 9 in die geöffnete Stellung der Arbeitsstation gleichzeitig ein Anheben des Basisteiles 7 und damit der gesamten Hubeinrichtung relativ zu dem Maschinenrahmen 1. Da das Werkzeugoberteil 8 starr mit dem Basisteil 7 verbunden ist, wird somit das Werkzeugoberteil 8 relativ zu dem Maschinenrahmen 1 und damit relativ zur Folienbahn 5 angehoben. Somit können Packungen 6, die eine Ausdehnung nach unten und nach oben aufweisen, problemlos weiterbefördert werden.

Claims

Hubeinrichtung für eine Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine, wobei die Arbeitsstation ein erstes Werkzeugteil (8) und ein relativ dazu bewegbares zweites Werkzeugteil (9) aufweist,
mit einem ersten Hubelement (12) zum Erzeugen einer ersten Schließbewegung des zweiten Werkzeugteiles (9) gegen das erste Werkzeugteil (8) und
mit einem zweiten Hubelement (20, 22) zum Erzeugen einer zweiten Schließbewegung nach der ersten Schließbewegung,
dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Hubelement (20, 22) einen Antrieb (23) und eine mechanische Übersetzungseinrichtung (55, 80, 90, 61) mit nahezu konstantem Kraftverlauf aufweist, die derart ausgebildet ist, daß bei Auftreten eines Widerstandes die Kraft für die zweite Schließbewegung erzeugt wird.
Hubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Übersetzungseinrichtung (50, 80, 90, 61) Rollen (80) zwischen drei Ebenen (71a, 90a, 61a; 71b, 90b, 61b) aufweist, wobei der Hub für die zweite Schließbewegung dadurch erzeugt wird, daß bei der Bewegung der ersten Ebene (71a; 71b) über den Antrieb (23) aus einer ersten Position in eine zweite Position die Rollen (80) so zwischen der zweiten (90a; 90b) und der dritten Ebene (61a; 61b) bewegt werden, daß der Abstand zwischen der zweiten (90a; 90b) und der dritten Ebene (61a; 61b) vergrößert wird.
Hubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ebene (71a; 71b) mit dem Antrieb (23, 25, 30, 55), die zweite Ebene (90a; 90b) mit einer Basis (7) der Arbeitsstation und die dritte Ebene (61a; 61b) mit einem mit dem zweiten Werkzeugteil (9) verbundenen Teil (22) verbunden ist.
Hubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (23) als Kolben-Zylinder-Einrichtung (24, 25) ausgebildet ist und das mit dem zweiten Werkzeugteil (9) verbundene Teil (22) durch eine in der Kolben-Zylinder-Einrichtung in Hubrichtung hin und her verschiebbare Hubstange gebildet ist.
Hubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hubelement (20) ein Gehäuse (21) umfaßt, welches mit der Basis (7) der Arbeitsstation verbunden ist und in dem eine mit dem Kolben (25) verbundene und in dem Gehäuse auf- und abverschiebbare Kulisse (55) mit Führungsnuten (70a, 70b) für die Rollen (80) vorgesehen ist, und daß das Gehäuse ein Widerlager (90) für die Rollen aufweist.
Hubeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (22) an ihrem freien Ende ein Druckteil (61) aufweist, das wenigstens eine schräg zur Hubrichtung verlaufende Fläche (61a; 61b), welche die dritte Ebene definiert, aufweist und das Widerlager (90) für die Rollen (80) ebenfalls wengistens eine schräg zur Hubrichtung verlaufende Fläche (90a; 90b), die die zweite Ebene definiert, aufweist, wobei die beiden Flächen keilförmig gegeneinander geneigt sind.
Hubeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten (70a; 70b) für die Rollen im wesentlichen senkrecht zu der durch die Fläche des Widerlagers (90a; 90b) definierten zweiten Ebene verlaufen, wobei ein dem Kolben (25) der Kolben-Zylinder-Einrichtung zugewandter oberer Rand zweier eine Rolle führenden Führungsnuten, die erste Ebene (71a;71b)definiert.
Hubeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewegung der Kulisse (55) über den Antrieb die Rollen (80) zwischen der Fläche des Widerlagers (90a; 90b) und der Fläche des Druckteiles (61a; 61b) abrollen, wobei die Rollen in den Führungsnuten (70a; 70b) der Kulisse derart zwangsgeführt ist, daß sich bei einer Bewegung der Kulisse entgegen der Hubrichtung der Abstand zwischen der Fläche des Widerlagers und der Fläche des Druckteiles unter Einwirkung der von den Rollen auf das Druckteil ausgeübten Kraft vergrößert, indem die Hubstange (22) in Hubrichtung bewegt wird.
Hubeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange mittig durch den Kolben hindurch geführt ist und daß die Kulisse (55), das Widerlager (90) und die Hubstange (22, 61) symmetrisch zur Zylinderachse (M) der Kolben-Zylinder-Einrichtung (23) ausgebildet sind.
Hubeinrichtung nach einem der Anspüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rollenpaare vorgesehen sind.
Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der durch den Antrieb aufgebrachten Kraft (F₁) und der auf das zweite Werkzeugteil (8) bei der zweiten Schließbewegung resultierenden Kraft (F₂) durch die Neigung der drei Ebenen zueinander bestimmt ist.
Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der mechanischen Übersetzungseinrichtung derart ausgelegt ist, daß eine Schließkraft erzeugt wird, die zweifach bis dreißigfach der Kraft ist, die durch den Antrieb (23) erzeugt wird.
Hubeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft etwa zehnmal so groß ist, wie die Kraft, die durch den Antrieb (23) erzeugt wird.
Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Schließweges bis über 200mm betragen kann und die Länge des zweiten Schließweges im Bereich von etwa 1mm bis etwa 10mm liegt.
Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die über das zweite Hubelement (20) erzeugte Schließkraft zwischen etwa 25kN bis etwa 150kN liegt.
Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hebelsystem (100) zwischen dem Werkzeugunterteil (9) und einem Maschinenrahmen (1) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, daß, gekoppelt mit der Bewegung des Werkzeugunterteiles (9) in eine geöffnete Stellung, die gesamte Hubeinrichtung angehoben wird und damit das sonst feststehende Werkzeugoberteil (8) von der Materialbahn (5) wegbewegt wird.
Verpackungsmaschine mit einer Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16.