NO315363B1 - Pakkemaskin - Google Patents

Description

Opprinnelsen vedrører en pakkemaskin av den typen der pakkebeholdere (brettekasser) av papp eller tilsvarende materiale blir ekstrahert fra et magasin, idet beholderne blir oppstilt og plassert i holdere på en endeløs transportbane, langs hvilken bane behandlingsstasjoner er anordnet for å utføre nødvendige prosessoperasjoner på beholderne, inkludert å fylle disse for å tilveiebringe ferdige beholdere, fylt med produktet, i en leveringsstasjon på pakkemaskinen.

Maskiner av denne typen har vært på markedet i lang tid, og en type av slike maskiner har blitt produsert siden 1950-taIIet og har blitt markedsført av søkeren for foreliggende oppfinnelse. Denne maskintypen blir markedsført under varemerket "EXPRESSO", og er velkjent innen innkjøpsleddet.

Pakkebeholdeme som maskinen leverer er beholdere uten noen type innerpose, og beholderne er tettet slik at de er pulver-tette ved hjelp av en bunn som har en membranlukning og en tilsvarende lukket topp, og der beholderne er i utstrakt bruk, ikke bare for produkter av pulver-typen, men også for dypfryste produkter, for eksempel fhiktjuice.

Denne beholdertypen er ledende fra et miljø-og resirkulerings-synspunkt, og gir ekstraordinære muligheter for å tilfredsstille nåværende og fremtidige miljøkrav.

Denne emballasjetypen krever imidlertid en maskin som er spesifikk for formålet, og som selvfølgelig har blitt utviklet og vært i markedet i mange år. På det tidspunktet når de første maskintypene ble produsert, var det allerede sett et behov for å lage maskinene robuste, driftspålitelige og anvendbare i alle ulike miljø- og klimatyper. Maskinene er således laget av robuste maskindeler og med ekstra kraftige belastningsaksler, gearkasser, kamaksler og lignende.

Denne maskintypen arbeider horisontalt, og beholderne blir transportert til de ulike behandlingsstasjonene av et uendelig metallband, kjede eller lignende, som løper over to kjedehjul, hvorav et er drevet av en drivmotor. Transportbanen har to motsatte rette banepartier, og i prinsippet blir behandling av beholderens bunn utført langs et parti, fylling av beholderne blir gjort i det tilknyttede del-sirkulære partiet, og i det påfølgende rette transportbane-partiet blir beholdertoppene fullført for å mate beholderne ut i en leveringsstasjon i enden av dette rette transportbane-partiet.

For å oppnå behandling i de to rette partiene av transportbanen, er det kamaksler i maskinrammen, koblet via et geararrangement til drivmotoren; en nedre horisontal kamaksel og en øvre horisontal kamaksel. På disse akslene er det kamskiver som manøvrerer behandlingsverktøyene i de ulike behandlingsstasjonene.

Kostnadene for de kjente maskinene er sammenligningsvis høy, og det har tidligere ikke vært mulig å gjøre vesentlige kompromisser vedrørende den relativt komplekse, men funksjonelt pålitelige konstruksjonen for å oppnå en rimeligere maskin.

Som et eksempel på en maskin av den typen som blir beskrevet i innledningen, kan maskinen i henhold til den svenske publiserte søknaden 390 154 nevnes. Maskinen i henhold til nevnte publikasjon er en ytterligere utvikling av det opprinnelige konseptet, og har den hensikt også å gjøre kontinuerlig operasjon mulig. Maskinen er imidlertid utstyrt med det tradisjonelle transportbåndet for beholder-holderne, og den har det konvensjonelle arrangementet av drivakslene og kamakslene. Problemet med disse kjente transportbåndene er at i visse miljøer krever de en stor del vedlikehold, d.v.s. i form av smøring og rengjøring, og i visse tilfeller kan de brytes ned helt til destruksjonspunktet.

En annen type drev for holderne for pakkebeholdere er fremlagt i den svenske offentliggjorte søknaden 430 407, der drevet av holderne skjer ved hjelp av en pinjong koblet til en drivskive med omkretsliggende tenner, hvilken drivskive blir støttet ved hjelp av lågere på en sentral aksel på tradisjonell måte. En slik støtteinnretning med en stor masse som skal håndteres er tilstede i transportbåndet og maskinen, som blandt annet krever tilsvarende dimensjonering av de andre maskindelene, eller medfører sterk slitasje.

På denne drivskiven er det en tilleggsskive på hvilken en gearring er anordnet for å drive en eksenter for spesielle formål i sammenheng med langsgående tetting av beholderne.

GB patent nr. 1233818 opererer i en sirkulær "transportbane", og er konstruert fra en sentral trommel som er horisontalt støttet på lågere. På trommelakselen er det en kamskive (plate) for å gj kamfunksjoner som virker radielt fra senteret. Denne maskinen har også en stor masse som skal roteres, og for å håndtere denne situasjonen i så stor grad som mulig, har et stort antall behandlingsstasjoner blitt satt i frembringer-retningen.

Formålet med oppfinnelsen er å unngå de tidligere nevnte problemene for kjente pakkemaskiner, og å tilveiebringe en ny type transportbånd med tilknyttede behandlingsstasjoner i en pakkemaskin, som er spesielt egnet for tilvirkning av emballeringsbeholdere av den tidligere nevnte type.

Det nye konseptet øker drivspåliteligheten og gir stor fleksibilitet i dets konstruksjon, samt tilveiebringer forhold for optimale tilvirknings- og driftskostnader.

Formålet for oppfinnelsen blir oppnådd ved hjelp av en pakkemaskin med den rundkonstruksjonen som blir definert i innledningen til krav 1. De unike særtrekkene ved oppfinnelsen blir definert i den karakteriserende del av krav 1, og ytterligere utviklinger blir definert i de uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til utførelsesformene i de vedlagte tegningene, der: Figur l skjematisk viser prinsippet for å drive transportbåndet og beholder-holderne som er festet til dette,

figur 2 viser skjematisk prinsippet for å drive et kamakselarrangement med innretning for å produsere en bevegelsesoverføring til behandlingsverktøyene,

figur 3 viser skjematisk dobble transportbåndelementer sammen med drevet for disse,

figur 4 viser skjematisk et arrangement med to kamaksler, sammen med drevet til disse i form av elektronisk servodrift,

figur 5 viser servodrift av kamakselarrangementet og drivakselen for transportbåndet i en utførelsesform av oppfinnelsen,

figur 6 viser skjematisk en alternativ utførelsesform for drevet til kamakselelementene,

figur 7 viser en ytterligere utførelsesform av et dobbelt transportbånd- og kamakselarrangement med et mekanisk drev,

figur 8 viser et arrangement for drivkraftstart- og overføring av bevegelse til behandlingsverktøyene, for eksempel i utførelsesformen i henhold til figur 5, og

figur 9 viser et arrangement der en kamaksel er plassert sentralt i transportbanen.

Figur 1 viser skjematisk prinsippet for konstruksjonen av et transportbånd i en utførelsesform av oppfinnelsen.

Et dekk 11 blir støttet på dekklaststøtter 10, og den ytre kuleskålen 13 til et sirkulært lager 14 er festet til dekket ved hjelp av en boltet forbindelse 12. Lageret 14 er av en type som normalt finnes i for eksempel vindmøUe-kraftanlegg, gravemaskiner eller armerte kjøretøy med en roterbar dreieskive, og som således er et standardprodukt som er tilgjengelig for en rimelig kostnad.

Det sirkulære lageret 14 kan ha en diameter i størrelsen 1-1,5 meter. Den indre kuleskålen 15 til lageret har en omkretsliggende gearring 16, og er koblet til den ytre kuleskålen 13 ved hjelp av rulle-elementer 17.

En drivmotor 18 er også støttet i maskinrammen, hvis drivmotor for eksempel kan være en servomotor og som er tilveiebragt med et geararrangement, for eksempel et planetgear 19 og en belteoverføring 29 på utgangsakselen fra gearet, hvis overføring er anordnet for å drive en aksel 21. På akselen 21 er det en drivpinjong 22 som er i inngrep med gearringen 16 til den indre kuleskålen 15. Akselen 21 er støttet på lageret ved sin øvre ende i dekket 11, og er ellers støttet av maskinrammen 10 på en ikke vist måte.

Et antall beholder-holdere 23 er festet på den indre kuleskålen 15, hvilke holdere støtter beholderemnene 24.

Beholderemnene blir ekstrahert i en flat tilstand fra et magasin (ikke vist) plassert i en suppleringsstasjon langs pakkemaskin-transportbåndet som er dannet av lagerarrangementet 13,15. Et antall behandlingsstasjoner er anordnet langs transportbanen, for eksempel en stasjon for å brette ut bunnendeklaffene til beholderne, en stasjon for å tette en membranlukning på de utbrettede klaffene, en stasjon for å brette inn bunnklaffene, en stasjon for å brette ut toppklaffene til beholderne, en stasjon for å fylle beholderne gjennom den åpne toppen, en stasjon for å tette en membranlukning på toppklaffene, en stasjon for å brette inn toppklaffene og en stasjon for å mate ut fylte og ferdige beholdere.

Disse behandlingsstasjonene er adskilt med en forhåndsbestemt adskillelse langs omkretsen av det sirkulære transportbåndet. For å oppnå de nødvendige behandlingsoperasjonene, er det behandJingsverktøy i de aktuelle stasjonene. Det blir henvist til disse og disses drev i en senere del av beskrivelsen.

Det skal bemerkes at figur 1 bare viser prinsippet ved transportbåndarrangementet, og det er selvfølgelig implisitt at beholder-holderne 23, for eksempel, ikke må være holdere som griper rundt beholderne, men at de likeverdig kan være holdere av bærefingertypen (carrier finger type) som fremfører beholderne langs en glidebane i den sirkulære transportbåndbanen.

For behandlingsverktøyene i behandlingsstasjonene langs transportbanen, er det påkrevet en type drivarrangement og en anordning for å bestemme operasj onshastigheten.

Figur 2 viser en utførelsesform av et arrangement som er egnet for nevnte formål. Et fast dekk 25 er støttet i maskinrammen 10, der dekket innbefatter bunn- 26, topp- 27 og sideplater 28. Et lager 29 som i grunnen er av samme type som det i figur 1 og som er tilveiebragt med en gearring, er festet ved hjelp av en boltet forbindelse 30 til bunnen 26 av dekket 25.

Et drivmotor 31 er koblet via et snekkedrev 32 til en aksel 33, på hvilken en pinjong 34 er montert på en rotasjons-fiksert måte for å drive den indre lagerskålen 35 til lageret 29 ved hjelp av dens omkretsliggende gearring 36. Akselen 33 blir støttet av lageret i dekket 25, og i maskinrammen (ikke vist). Over den indre lagerringen 36, i en vertikal avstand fra den ytre lagerringen til lageret 29, er det festet en pinjong eller en gearring 37 for sirkulær bevegelse med den indre lagerringen. Pinjongen eller gearringen 37 er i inngrep med pinjongen 38, støttet av toppen 27 og anordnet i egnede posisjoner i behandlingsstasjonene langs transportbanen. Transportbåndet og respektivt transportbanen for beholderne har bare blitt vist skjematisk i figur 2 ved hjelp av den stiplede linjen 39.

Delene til pakkemaskinen i henhold til oppfinnelsen, vist i figurene 1 og 2, og som har blitt beskrevet til dette punktet, representerer respektivt grunnprinsippet for transportbåndarrangementet og en utførelsesform for et kamakselarrangement til styring og drift av behandlingsverktøyene i behandlingsstasjoner langs transportbanen.

Figur 3 viser en ytterligere utvikling av beholder-transportbåndet i figur 1. Dekket 11 som støtter lageret 14 har blitt tilføyd et nedre dekk 40, på hvilket den ytre lagerringen 13' til et lager 14', identisk med lageret 14, har blitt festet ved hjelp av en boltforbindelse 41. For dette formålet er akselen 21 tilveiebragt med en ytterligere rotasjons-fiksert pinjong 22' som er i inngrep med gearringen 16' til den indre lagerringen 15'. For dette formålet er akselen 21 laget som en rillet aksel, og en posisjonsjustering av dekket 40 i vertikal retning er således mulig opp til en endeposisjon som er vist med stiplede linjer i figuren. Et holderarrangement {ikke vist) er tilveiebragt på akselen 21 for å feste dekket i ønsket posisjon.

I figur 3 er det sirkulære transportbåndet således utformet av to identiske lågere som er koaksialt anordnet, et ovenfor det andre, der den drevne indre lagerringen 15 til lageret 14 støtter den øvre holderen 23 for beholderne, og lagerringen 15' støtter den nedre holderen 23'.

Fra figur 3 er det klart at lageret 14' og dets dekk i prinsippet danner speilbilde av lageret 14 og dekket 11.

Figur 4 viser et kamakselarrangement omfattende øvre og nedre dekk, og tiltenkt beholder-transportbåndet vist i figur 3. Dekket 25 i figur 4 tilsvarer dekket 25 i figur 2, og de doble lagerringene innbefattende transportbåndarrangementet har blitt indikert med den stiplede linjen 39. På samme aksel 33 som i figur 2, har det blitt anordnet et ytterligere dekk 42 på en vertikalt forskyvbar måte som vist med de stiplede linjene. På dekket 42 er den ytre lagerringen til et lager 29' identisk med lageret 29 festet ved hjelp av bolter ved hjelp av et boltarrangement 30', og den indre lagerringen 35 til lageret er

drevet av en pinjong 34' som er rotasjons-fiksert til akselen 33. På en tilsvarende måte som for dekket 25 er en pinjong eller gearring 37' boltfestet til den roterbare innerringen 34', hvis pinjong eller gearring 37' følger den sirkulære rotasjonsbevegelsen til lagerringen 35. I inngrep med denne pinjongen 37' langs omkretsen av den sirkulære bevegelsesbanen, er det ytterligere pinjonger 38' anordnet i egnede posisjoner i behandlingsstasjonene, hvilke pinjonger 38' på en lignende måte som pinjongene 38 er tiltenkt å styre og/eller drive behandlingsverktøyene.

Fra figur 4 er det klart at dekket 42 og dets innhold danner et speilbilde av dekket 25.

Figur 5 viser et fullstendig arrangement av to dreieringlagere (ruUebanelagere) for transportbånd og to dreieringlagere for kamaksel 14,14' og 29,29' respektivt. Fra figuren fremgår det klart at det øvre kamaksellageret 29 og det øvre transportbåndlageret 14 har sine ytre lagerringer boltet sammen ved hjelp av boltede forbindelser 43 gjennom bunnen 26 av dekket 25. På lignende måte er det nedre transportbåndlageret 14' boltet til den ytre lagerringen til det nedre kamaksellageret.

I den viste utførelsesformen er paret med indre lagerringer i det øvre lagerparet 14,29 tiltenkt frakt av, og henholdsvis bidrag til behandling av, toppen av beholderne, mens paret med nedre transportbåndlagerringer og kamaksellagerring er tiltenkt bunnen av beholderne.

Siden det nedre lagerringparet er justerbart i vertikal retning, er et minimum av operasjoner påkrevet for å håndtere beholdere med ulike høydeformater.

I utførelsesformen i figur 5, blir driften av akselen 33 ved konstant hastighet utført av motoren 31 og gearet 32, og en absolutt-posisjonsføler 44 (figur 4) overfører den aktuelle posisjonen til kamaksellagerringen til servomotoTen 44' som utfører nødvendige operasjoner, for eksempel periodevis tilbakevendende flytting av beholder-holderne 23 i den sirkulære bevegelsesbanen ved hjelp av planetgearet 44".

Som et alternativ til driften av kamaksellagerringene som er vist i figur 5, viser figur 6

en utførelsesform der hver av de ytre lagerringene 45,45' til kamaksellagrene blir drevet av henholdsvis sine egne servomotorer 46 og 47. Driften av begge de indre lagerringene til transportbåndlagrene 14,14' blir utført av en ytterligere separat servomotor 48. For å oppnå overføringsfunksjonen til behandlingsverktøyene i behandlingsstasjonene i

utførelsesformen i figur 6, er det ikke noe behov for en ekstra pinjong eller gearing på en drevet indre lagerring, men i stedet utfører den direktedrevne ytre lagerringen overføringsfunksjonen til behandlingsverktøyene med styring av de programmerbare servomotorene 46,47. Tilsvarende trengs det ingen mekanisk kobling mellom kamakselarrangementet og drivakselen til transportbåndet, siden motorer kan bli for-programmert for tiltenkt operasjon og synkronisering av behandlingsoperasjonene i behandlingsstasjonene.

Arrangementet i figur 6 gir en høy frihetsgrad, og om ønskelig kan pakkemaskinen bli laget for kontinuerlig drift.

Utførelsesformen i figur 7 tilsvarer prinsippet i utførelsesformen i figur 5, med unntak av drevet for kamakselarrangementet og drivakslen for transportbåndlagerringene. I stedet for en motor med en absolutt føler, er en omdreiningsstyrbar motor 49 tilveiebragt som driver akselen 33 via et vinkelgear 50, og som via vinkelgearet 51 og indekseringsboksen 52 driver transportbåndlagerringene for periodevis tilbakevendende operasjon synkronisert med styring av kamakselarrangementet og/eller driften av operasjons verktøyene. I stedet for en indekseirngsboks, kan en annen gearkasse bli benyttet, for eksempel en som tillater kontinuerlig drift.

I utførelsesformene med pinjonger eller gearringer på den drevne indre kamaksellagerringen, er en kraftstartanordning i henhold til figur 8 på egnet måte anordnet i behandlingsstasjonene.

Pinjongen 46 er tiltenkt å gå i inngrep med tilknyttede pinjonger 98 langs den sirkulære bevegelsesbanen til kamaksellagerringen, og via et vinkeldrev 47, å drive en utgangsaksel 48. Denne akselen 48 driver igjen behandlingsverktøyene direkte eller via en overføringsmekanisme.

Som det fremgår fra den foregående beskrivelsen av utførelsesformer, tillater denne oppfinnelsen et mangfold av variasjoner innenfor rammen av grunnkonseptet for et sirkulært element som definerer bevegelsesbanen til et transportbånd i en pakkemaskin. I motsetning til kjente løsninger, er transportbåndelementet ikke montert på lageret i senter, men i en radiell avstand fra senter, som med hensyn til kostnader gir mange muligheter for variasjoner i den detaljerte konstruksjonen og, ikke minst gir en maskin som er håndterbar fra et servicesynspunkt.

Det viste kamakselarrangementet kan for eksempel bli erstattet med kamaksel plassert i senter av transportbanen, som har et antall kamskiver og krumme skiver for overføring av bevegelse til behandlingsverktøyene i behandlingsstasjonene.

Et slikt arrangement er vist i figur 9. Et fast dekk 11 blir støttet i maskinrammen 10 ved hjelp av et arrangement av styringer 10' og holdere 10"'. I dette dekket blir den ytre lagerringen 13 til et dreieringlager 14 hengt opp ved hjelp av en boltet forbindelse 12. Den indre lagerringen 15 har en plate 23' festet til seg, som holder holderne 23" for beholderne 24.

Den indre lagerringen 15 er i inngrep med en drivpinjong 22 på utgangsakselen av en stjernekobling 52. Stjemekoblingen blir drevet via en aksel 21 fra et vinkelgear 51 via et ytterligere gir 50 fra en drivmotor 49.

Et nedre dekk 53 blir holdt i lageret for verdikal bevegelse av styringene 10', og et støt arrangement 10" opererer mot det nedre dekket 53 og mot et øvre dekk 54. Støtanordningene er anordnet slik at, under vertikal justering, blir dekkene 53,54 forflyttet i like avstander fra horisontalplanet for maskinen definert av beholder-holderne 23".

I senter av ringlageret 14 er det en vertikal kamaksel 53' som blir drevet fra motoren 49 via et vinkelgear 50. Kamakseien 33' er delt av en hylse 55 festet til akselen for å være rotasjonsfiksert til denne, idet hylsen 55 tillater vertikal forflytning av de to akseldelene.

Anordnet på akseldelene og festet mot rotasjon med hensyn til disse, er kamskiver 56, 57, bevegelsesoverføirngsanordninger (ikke vist) som samvirker med disse skivene for å overføre den nødvendige bevegelse for de ulike behandlingsverktøyene i stasjonene langs transportbanen til beholderne på transportbåndlagerringen.

Disse kamskivene 56,57 følger således forflytningen av dekkene 53,54 og opptar derved posisjoner i lik avstand fra senterplanet 23", som tillater en enkel justering av maskinen til ulike beholderhøyder.

Claims (15)

1. Pakkemaskin, innbefattende en maskinramme (10) for å støtte en endeløs horisontal transportør (14), holdere (23) for pakkebeholdere anordnet på transportøren, et arrangement (18-20) for å drive transportøren, et arrangement for å tilføre og stille opp beholderemner, stasjoner anordnet langs transportørens bevegelsesbane, der stasjonene har behandlingsverktøyer for å foreta behandling til ferdige beholdere (24) fylt med produkt, og et arrangement for å levere de fylte beholderne,karakterisert vedat transportøren innbefatter et sirkulært element (15) som definerer den endeløse transportørbanen og som er montert i lageret (17) radielt i en avstand fra sentrum av det sirkulære elementet, fortrinnsvis omkretsliggende i bevegelsesbanen.

2. Pakkemaskin i henhold til krav 1,karakterisert vedat det sirkulære elementet innbefatter en lagerring (15) til et lager (14).

3. Pakkemaskin i henhold til krav 2,karakterisert vedat denne ene lagerringen har en gearring (16), og ved at drivarrangementet har innretning (22) for drivende inngrep med gearringen.

4. Pakkemaskin i henhold til krav 3,karakterisert vedat et kamakselarrangement (33', 56, 57) er anordnet for å styre og/eller drive behandlingsverktøyene i minst en av behandlingsstasjonene, og ved at kamakselarrangementet innbefatter en kamaksel (33') plassert i sentrum av den endeløse transportørbanen.

5. Pakkemaskin i henhold til krav 3,karakterisert vedat et kamakselarrangement (33,34,35, 37,38,45,46,47,45') er anordnet for å styre og/eller drive behandlingsverktøyene i minst en av behandlingsstasjonene, og ved at kamakselarrangementet innbefatter et sirkulært kamakselelement (35) med den samme senteraksen som transportørlagerringen (15).

6. Pakkemaskin i henhold til krav 5,karakterisert vedat det sirkulære kamakselarrangementet innbefatter en lagerring (35) i et ytterligere lager (29).

7. Pakkemaskin i henhold til krav 6,karakterisert vedat kamaksellagerringen (35) har en gearring (36), og ved at en innretning (34) er anordnet for drivende inngrep med gearringen til kamakselen.

8. Pakkemaskin i henhold til krav 7,karakterisert vedat kamaksellagerringen (35) har en ytterligere gearring (37), og ved at en pinjong (38) er anordnet i minst en behandlingsstasjon for å være i inngrep med den ytterligere lagerringen, og ved at et bevegelsesoverførende arrangement (46-48) er koblet til pinjongen (38) og anordnet for å drive behandlingsverktøyet i stasjonen.

9. Pakkemaskin i henhold til krav 8,karakterisert vedat transportørlagerringen (14) og kamaksellagerringen (29) definerer et fast horisontalplan.

10. Pakkemaskin i henhold til krav 9,karakterisert vedat et ytterligere par med en transportørlagerring (14') og en kamaksellagerring (29') er anordnet i en vertikal avstand fra det første paret, og ved at en innretning (21) er anordnet for å posisjonere paret med ytterligere lagerringer i vertikal retning.

11. Pakkemaskin i henhold til krav 10,karakterisert vedat gearringen (16) er posisjonert på innsiden av transportørlagerringen (14), og ved at innretningene for drivende inngrep innbefatter en pinjong (22) holdt på en aksel (21) som blir støttet i maskinrammen inne i transportørlagerringen.

12. Pakkemaskin i henhold til krav 11,karakterisert vedat innretningen for drivende inngrep med karnakselgeamngen (35) innbefatter en kamaksel-drivpinjong (34) tilveiebragt på en ytterligere aksel (37) inne i transportørlagerringen.

13. Pakkemaskin i henhold til krav 7,karakterisert vedat en separat motor (46,47) er anordnet for å drive hver av kamakselringene (35, 35', 46, 47), og ved at motoren har innretning for å være i inngrep med kamakselgearringen (45).

14. Pakkemaskin i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat minst en av behandlingsstasjonene blir styrt og/eller drevet av en servomotor eller lignende.

15. Pakkemaskin i henhold til krav 14,karakterisert vedat stasjonene er utstyrt med drivinnretninger for respektive behandlingsverktøy, og ved at en enkelt programmerbar servomotor eller lignende er tilveiebragt for å styre drivinnretningene.