SE509815C2 - Förpackningsmaskin - Google Patents

Description

35 509 815 2 svåra miljöer och klimat. Maskinerna gjordes sålunda av robusta.maskinelement ochxmed rejäla drivaxlar, växellådor, kamaxlar etc.

Maskintypen arbetar horisontellt och kapslarna trans- porteras till de olika bearbetningsstationerna av ett ändlöst metallband, kedja eller motsvarande som löper över två kedjehjul, varav det ena drivs av en drivmotor.

Transportörbanan har två motbelägna raka banparter, och i princip utförs längs den ena parten bearbetning av kapselns botten, i den anslutande delcirkulära parten görs fyllning av kapslarna, och i den följande raka transportörparten färdigställs kapseltopparna i och för utmatning av kapslar- na i en utmatningsstation vid slutet av denna raka trans- portörpart.

För åstadkommande av bearbetningen i de två raka delarna av transportörbanan finnsi.maskinstativet.och till drivmotorn via växelarrangemang anordnade kamaxlar, en horisontellt nedre och en horisontellt övre sådan. På dessa axlar finns kamskivor som nænövrerar bearbetningsverktyg i de olika arbetsstationerna.

Kostnaderna för de kända maskinerna är jämförelsevis höga och det har tidigare ej varit möjligt att göra avgörande kompromisser vad gäller den relativt komplexa, men dock åstadkomma en funktionssäkra konstruktionen för att billigare maskin.

TEKNIKENS sTÅNnPUNKT= Som exempel på en maskin av inledningsvis nämnt slag kan maskinen enligt svensk utläggningsskrift 390 154 nämnas.

Maskinen enligt nämnda publikation är en vidareutveckling av ursprungskonceptet och syftar till att möjliggöra även kontinuerlig drift. Maskinen är emellertid utrustad med den 10 15 20 25 30 35 509 815 3 traditionella transportören för kapselhâllarna och har den konventionella uppsättningen av driv- och kamaxlar.

Problemet med de kända transportörerna är att de i vissa miljöer kräver stora serviceinsatser, t ex i form av smörjning och rengöring, och t o rn i vissa fall kan haverera, t o m brista.

En annan typ av drivning av hållare till förpackningsbe- hållare finns i svensk utläggningsskrift 430 407, där driv- ningen av hâllarna sker från ett kugghjul i drivingrepp med en periferiellt med kuggar försedd drivskiva, som på traditionellt sätt är lagrad på en centrumaxel. En sådan lagring medför att man i transportören och maskinen får en stor massa att hantera, vilket bl a kräver motsvarande dimensionering av övriga maskinelement eller medför kraftigt slitage.

På denna drivskiva finns ytterligare en skiva, på vilken en kuggkrans är anordnad för att driva en excenter för speciella uppgifter i samband med längsförsegling av förpackningarna.

GB-patent nr 1233818 arbetar i en cirkulär "transportörba- na" och är uppbyggd av en centralt, horisontellt lagrad trumma. På trummans axel finns en kamskiva för att åstad- koma radiellt från centrum verkande kamfunktioner. Även denna maskin har en stor massa som ska dras runt och för att i görligaste mån klara av situationen har man placerat ett större antal bearbetningsstationer i generatrisrikt- ningen.

UPPFINNINGENS SYFTE: Uppfinningen har till syfte att undanröja ovannämnda problem hos kända förpackningsmaskiner och tillhandahålla en ny typ av transportör med tillhörande arbetsstationer i 10 15 20 25 30 35 fig. 3 509 815 4 en förpackningsmaskin, speciellt lämpad för tillverkning av förpackningskapslar av det nämnda slaget.

Det nya konceptet höjer driftssäkerheten och erbjuder stor flexibilitet :i utförandet, och ger förutsättningar för optimala tillverknings- och driftskostnader.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Syftet enligt uppfinningen uppnås med en förpackningsmaskin med den allmänna uppbyggnaden enligt ingressen till patentkravet 1. Det för uppfinningen unika framgår av patentkravts 1 kännetecknande del, och vidareutvecklingar finns angivna i underpatentkraven.

KORTFATTAD BESKRIVNING Av RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till utföringsexempel på bifogade ritningar, där: fig. 1 schematiskt. visar principen för drivning av transportören och därpå applicerade kapsel- hållare, fig. 2 schematiskt visar principen för drivning av ett kamaxelarrangemang med medel för åstadkomande av rörelseöverföring till bearbetningsverktyg, schematiskt visar dubbla transportörelement samt drivningen för dessa, schematiskt visar ett arrangemang med två kamaxelelement samt drivning för dessa i form fig. 4 av elektronisk servodrift, 10 15 20 25 30 35 509 .S15 5 visar servodrift av kamaxelarrangemanget och drivaxeln för transportören i en utföringsform fig. 5 av uppfinningen. schematiskt visar en alternativ utföringsform av drivningen för kamaxelelementen, fig. 6 visar en ytterligare utföringsform av ett dubblerat transportör- och kamelementarrange- mang med mekanisk drivning, fig. 7 visar en anordning för uttagning av drivkraft och överföring av rörelse till bearbetnings- verktyg, exempelvis i. utföringsformen enligt fig. 5, och visar en anordning där en kamaxel är placerad centralt i transportörbanan. fig. 9 I fig. 1 visas schematiskt principen för uppbyggnaden hos en transportör i en utföringsform av uppfinningen.

På pelare 10 uppbärs ett däck 11, och till detta däck är medelst bultförband 12 ytterringen 13 hos ett cirkulärt lager 14 fästad. Lagret 14 är av den typ som är allmänt förekomande i t ex vindkraftverk, grävmaskiner, strids- fordon med vridbart torn och är alltså en standardprodukt a tillgänglig till rimlig kostnad. Det cirkulära lagret 14 kan ha en diameter av storleksordningen 1-1,5 m. Lagrets 'innerring 15 har en runtomgående kuggkrans 16 och är på konventionellt sätt kopplat till ytterringen 13 genom rullkroppar 17.

I maskinstativet uppbärs även en drivmotor 18, som ex- empelvis kan vara en servomotor, och som är försedd med en växelanordning, exempelvis planetväxel 19, och där på den 10 15 20 25 30 35 509 815 6 utgående axeln från växeln en remtransmission 20 är inrättad för drivning av en axel 21. På axeln 21 finns ett drivkugghjul 22, som står i kuggingrepp med innerringens 15 kuggkrans 16. Axeln 21 är upptill lagrad i däcket 11 och uppbärs i övrigt på ej visat sätt av maskinstativet 10.

På innerringen 15 finns fästade ett antal kapselhållare 23, som uppbär kapselämnen 24.

Dessa kapselämnen uttas i plant tillstånd från ett magasin (ej visat) placerat i en inmatningsstation längs den transportör hos förpackningsmaskinen som bildas av lager- ringarrangemanget 13, 15. Ett antal arbetsstationer är anordnade längs transportörbanan, exempelvis en station för utvikning av kapslarnas bottenändflikar, en station för försegling av förslutningsoblat på de utvikta flikarna, en station för invikning av bottenflikarna, en station för utvikning av toppflikarna hos kapslarna, en station för fyllning av kapslarna genom den öppna toppen, en station för försegling av oblatförslutning på toppflikarna, en station för invikning av toppflikarna och en station för utmatning av fyllda och färdiga kapslar.

Dessa arbetsstationer är utplacerade med förutbestämd delning längs den cirkulära transportörens periferi. För åstadkomande av de erforderliga bearbetningsoperationerna finns bearbetningsverktyg i de aktuella stationerna. Till dessa och drivningen därav hänvisas till senare avsnitt i beskrivningen.

Det bör återigen framhållas att fig. 1 enbart visar principen för transportörarrangemanget, och därmed inses naturligtvis att t ex kartonghållarna 23 ej nödvändigtvis behöver vara hållare som griper kring kapslarna, utan lika väl kan vara hållare av typen medbringare, som på en 10 15 20 25 30 35 5091815 7 glidbana skjuter fram kapslarna i den cirkulära trans- portörbanan.

För bearbetningsverktygen i arbetsstationerna längs transportörbanan fordras någon form av drivanordning och arbetstakt-bestämmande anordning.

I fig. 2 visas ett utföringsexempel på ett arrangemang lämpligt för nämnda syfte. I maskinstativet 10 är uppburet ett fast däck 25 omfattande botten 26, topp 27 och sidolist 28. Ett kuggkransförsett lager 29, principiellt av samma slag som det i fig. 1, är genom bultförband 30 fästat till bottnen 26 hos däcket 25.

En drivmotor 31 är via en snäckväxel 32 kopplad till en axel 33, på vilken är vridfast monterat ett kugghjul 34 för drivning av lagrets 29 innerring 35 via dess runtomgående kuggkrans 36. Axeln 33 är lagrad i däcket 25 och i maskinstativet (ej visat). Ovanpå innerringen 36, på vertikalt avstånd från ytterringen hos lagret 25 är ett kugghjul 37 fastbultat för cirkulär rörelse med innerring- en. Kugghjulet eller kuggkransen 37 står i kuggingrepp med kugghjul 38 uppburna av toppen 27 och arrangerade i lämpliga positioner i arbetsstationerna utmed transportör- banan. Transportören respektive transportörbanan för kapslarna har endast schematiskt visats i fig. 2 med den streckprickade linjen 39.

De hittills beskrivna delarna av förpackningsmaskinen 'enligt uppfinningen visade i fig. 1 och 2 representerar den grundläggande principen för transportörarrangemanget respektive en utföringsform av ett kamaxelarrangemang för styrning" och drivning av bearbetningsverktyg i arbets- stationer längs transportörbanan. 10 15 20 25 30 35 509 815 8 I fig. 3 visas en vidareutveckling av kapseltransportören i fig. 1. Det lagret 14 uppbärande däcket 11 har komplette- rats med ett undre däck 40, på vilket medelst bultförband 41 är påbultat ytterringen 13' hos ett lager 14' identiskt med lagret 14. Axeln 21 är härvid försedd med ett ytterli- gare vridfast kugghjul 22' som gör kuggingrepp med in- nerringens 15' kuggkrans 16'. Axeln 21 är härvid en splinesaxel, och en positionsomställning i vertikalled av däcket 40 är sålunda möjlig till ett ändläge visat med streckade linjer i figuren. För fixering av däcket i önskat läge finns en hållaranordning (ej visad) på axeln 21. ÅI fig. 3 bildas alltså den cirkulära transportören av två identiska, koaxiellt ovanför varandra anordnade lager, där den drivna innerringen 15 hos lagret 14 uppbär övre hållare 23 för kapslar, och lagerringen 15' uppbär nedre hållare 23'I Av fig. 3 framgår, att lagret 14' och dess däck i princip utgör spegelbilden av lagret 14 och däcket 11.

I fig. 4 visas ett kamaxelarrangemang omfattande övre och nedre däck och avsett för den kapseltransportör som visats i fig. 3. Däcket 25 i fig. 4 svarar mot däcket 25 i fig. 2, och det dubbla lagerringar omfattande transportörarrange- manget har antytts med den streckprickade linjen 39. På samma axel 33 som i fig. 2, är ett ytterligare däck 42 anordnat förskjutbart i vertikalled enligt vad som visas med de streckade linjerna. På däcket 42 är ytterringen hos 'ett lager 29' identiskt med lagret 29, fastbultad medelst ett bultförband 30' och lagrets innerring 35 drivs av ett drivkugghjul 34', som är vridfast på axeln 33. På motsva- rande sätt som i däcket 25, är på den roterbara innerringen 34' fastbultat ett kugghjul eller kuggkrans 37' som följer lagerringens 35 cirkulära rotationsrörelse. I kuggingrepp med detta kugghjul 37' finns periferiellt längs den 10 15 20 25 30 35 509 8125 9 cirkulära rörelsebanan, i lämpliga positioner i arbets- stationerna inrättade ytterligare kugghjul 38', som. i likhet med kugghjulen 38 är avsedda att styra och/eller driva bearbetningsverktygen.

Av fig. 4 framgår att däcket 42 med innehåll utgör spegel- bilden av däcket 25.

I fig. 5 visas ett komplett arrangemang av två transportör- svängkranslager och två kamaxelsvängkranslager 14, 14' respektive 29, 29'. Av figuren framgår att det övre kamaxellagret 29 och det övre transportörlagret 14 har sina ytterringar hopbultade medelst bultförband 43 genom däckets 25 botten 26. På nmtsvarande sätt är det nedre trans- portörlagret 14' hopbultat med det nedre kamaxellagrets ytterring.

I det visade utföringsexemplet är paret av innerringar i det övre lagerparet 14, 29 avsedda för transport respektive medverkan till bearbetning av kapslarnas topp, medan paret av nedre transportörring och kamaxelring är avsedda för kapslarnas botten.

Genomlatt det nedre ringparet är omställbart i vertikalled, erfordras ett minimum av åtgärder för hantering av kapslar med skilda höjdformat .

I utföringsexemplet enligt fig. 5, sker drivningen av axeln 33 med konstant hastighet från motorn 31 och växeln 32, och 'en absolutlägeskännare 44 (fig. 4) meddelar aktuell kamaxelringposition till servomotorn 44 ' , som utför nödvän- dig operation, exempelvis intermittent förflyttning genom planetväxeln 44" av kapselhållarna 23 :i den cirkulära rörelsebanan. 10 15 20 25 30 35 509 815 10 Som alternativ till den i fig. 5 visade drivningen av kamaxelringarna, visas i fig. 6 en utföringform där kamaxellagrens ytterringar 45, 45' drivs av varsin servo- motor 46 respektive 47. Drivningen av de båda innerringarna hos transportörlagren 14, 14' sker med en ytterligare, separat servomotor 48. För åstadkommande av överförings- funktion till bearbetningsverktygen i arbetsstationerna erfordras enligt utföringsformen i fig. 6 ej ett extra kugghjul eller kuggkrans på en driven innerring, utan den direktdrivna ytterringen utför överföringsfunktion till bearbetningsverktygen med styrning av de programmerbara servomotorerna 46, 47. Likaså behövs ej heller någon mekanisk koppling mellan kamaxelarrangemanget och drivaxeln för transportören, eftersom motorerna kan förprogrammeras för avsedd drift och synkronisering av arbetsoperationerna i arbetsstationerna.

Arrangemanget i fig. 6 ger stora frihetsgrader, och om så önskas kan förpackningsmaskinen göras kontinuerligt arbetande .

Utföringsformen i fig. 7 svarar i princip mot utförings- formen i fig. 5 med undantag för drivningen av kamaxel- arrangemanget och drivaxeln för transportörringarna.

Istället för en motor med absolutkännare finns här en varvtalsreglerbar motor 49 som via en vinkelväxel 50 driver axeln 33 och via vinkelväxel 51 och indexeringslåda 52 driver transportörringarna för intermittent drift synkroni- serad till och/eller kamaxelarrangemangets styrning 'drivning av bearbetningsverktygen. Istället för indexe- ringslâda kan annan växellåda användas, t ex sådan som medger kontinuerlig drift.

I utföringsformen med kugghjul eller kuggkrans på den drivna inre kamaxelringen anordnas lämpligen i bearbet- ningsstationerna en kraftuttagningsanordning enligt fig. 8. 10 15 20 25 30 35 509 815 11 Kugghjulet 46 är avsett att göra kuggingrepp med tillhöran- de kugghjul 38 längs kamaxelringens cirkulära rörelsebana och via en vinkelväxel 47 driva en utgående axel 48. Denna axel 48 driver i sin tur bearbetningsverktyg direkt eller via en överföringsmekanism.

Såsom framgått av den gjorda beskrivningen av utförings- former; möjliggör uppfinningen en mångfald variationer inom ramen för baskonceptet med cirkulärt element definierande rörelsebanan för en transportör i en förpackningsmaskin.

Till skillnad från kända lösningar är transportörelementet ej lagrat i centrum utan på radiellt avstånd från centrum, vilket ur kostnadsaspekter ger stora möjligheter till variationer i detaljutformning och inte minst ger en ur servicesynpunkt hanterlig maskin.

Det visade kamaxelarrangemanget kan t ex ersättas med en i centrum av transportörbanan placerad kamaxel, som har ett antal kam-och kurvskivor för överföring av rörelse till arbetsverktygen i bearbetningsstationerna.

Ett sådant arrangemang visas i fig. 9. Ett fast däck ll uppbära i nmskinstativet 10 nædelst ett arrangemang av styrningar 10' och hållare 10"'. I detta däck är medelst bultförband 12 upphängt. ytterringen 13 hos ett sväng- kranslager IÄ. Innerringen 15 har en därpå fästad platta 23', som uppbär hållare 23" för kapslar 24.

Innerringen 15 står i kuggingrepp med ett drivkugghjul 22 "på den utgående axeln från en malteserkoppling 52. Malte- serkopplingen drivs via en axel 21 från en vinkelväxel 51, över en ytterligare växel 50 från en drivmotor 49.

'Ett nedre däck 53 är lagrat för vertikal rörelse på nämnda styrningar 10', och ett.domkraftarrangemang 10" verkar mot det nedre däcket 53 och mot ett övre däck 54. Domkrafterna 10 15 20 25 509 815 12 är så arrangerade, att däcken 53, 54 vid omställning i vertikalled förskjuts lika avstånd från det av kapsel- hållarna 23" definierade horisontalplanet i maskinen.

I centrum av kranslagret 14 finns anordnat en vertikal kamaxel 33', som drivs från motorn 49 via en vinkelväxel 50. Kamaxeln 33' är delad genom en på axeln vridfast applicerad hylsa 55 som medger vertikal förskjutning av de två axeldelarna.

På de nämnda axeldelarna är vridfast fästade kamskivor 56, 57, Voch med dessa skivor samverkar rörelseöverförande anordningar (ej visade) för att till kapslarna på trans- portörringen överföra erforderliga rörelsemönster för de olika bearbetningsverktygen i stationerna längs trans- portörbanan.

Dessa kamskivor 56, 57 följer sålunda förflyttningen av däcken 53, 54 och intar därmed positioner på lika avstånd från centrumplanet 23", vilket medger enkel omställning av maskinen till olika kapselhöjder.

Ett antal olika utföringsexempel av uppfinningen har beskrivits, och avsikten är att de beskrivna utförings- exemplen enbart skall tjäna som exemplifiering och att därmed uppfinningen endast begränsas av det i de bifogade patentkraven angivna.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 40 Anerna, och att nämnda kamaxelarrangemang omfattar en 1 soàí 80105 i 13 rA-rmrrxnzw:

1. Förpackningsmaskin, omfattande stativ (10) för upp- bärning av en ändlös horisontell transportör (14), på transportören anordnade hållare (23) för förpacknings- kapslar, anordning (18-20) för drivning av transportören, anordning för inmatning och resning av kapselämnen, utefter transportörens rörelsebana anordnade stationer' med be- arbetningsverktyg för åstadkomande av bearbetning till färdiga med produkt fyllda kapslar (24), och anordning för utmatning av de fyllda kapslarna, k ä n n e t e c k n a d a v, att transportören omfattar ett cirkulärt element (15), som definierar den ändlösa transportbanan och som är lagrat (17) radiellt på avstånd från det cirkulära elementets centrum, företrädesvis periferiellt i nämnda rörelsebana.

2. Föpackningsmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att det cirkulära elementet utgör den ena ringen (15) i ett lager (14).

3. Förpackningsmaskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda ena ring har en kuggkrans (16), och att nämnda drivanordning har medel (22) för drivingrepp med kuggkransen.

4. Förpackningsmaskin enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att ett kamaxelarrangemang (33', 56, 57) är anordnat för att styra och/eller driva bearbetningsverktyg i åtminstone någon av arbetsstatio- centrum av den ändlösa transportörbanan placerad kamaxel (33').

5. Förpackningsmaskin enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att ett kamaxelarrangemang (33, 34, 35, 37, 38, 45, 46, 47, 4S') är anordnat för att 10 l5 20 25 30 35 509 815 14 styra och/eller driva bearbetningsverktyg i åtminstone någon av arbetsstationerna, och att nämnda kamaxelarrange- mang omfattar ett cirkulärt kamaxelelement (35) med sama centrumaxel som nämnda transportörlagerring (15).

6. Förpackningsmaskin enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att det cirkulära kamaxel- elementet utgör den ena ringen (35) i ett ytterligare lager (29).

7. Förpackningsmaskin enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kamaxellagerring (35) har en kuggkrans (36), och att medel (34) är inrättade för drivingrepp med kamaxelkuggkransen.

8. Förpackningsmaskin enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att kamaxellagerringen (35) har en ytterligare kuggkrans (37), att ett kugghjul (38) är inrättat i åtminstone en bearbetningsstation för kugging- repp med nämnda ytterligare kuggkrans, och att en rörelse- överföringsanordning (46-48) är kopplad till kugghjulet.och inrättad för drivning av bearbetningsverktyget i nämnda station.

9. Förpackningsmaskin enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v, att transportörlagerringen (14) och kamaxellagerringen (29) definierar ett fixerat horisontalplan.

10. Förpackningsmaskin enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att ett ytterligare par av en transportörlagerring (14') och en kamaxellagerring (29') är anordnat vertikalt på avstånd från det första paret, och att medel (21) är inrättade för positionering i vertikalled av nämnda par av ytterligare ringar. 10 15 20 25 509 815 15

11. Förpackningsmaskin enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d a v, att kuggkransen (16) är belägen invändigt på transportörlagerringen (14), att nämnda medel för drivingrepp omfattar ett drivkugghjul (22) uppburet på en innanför transportörlagerringen i maskinstativet uppburen drivaxel (21).

12. Förpackningsmaskin enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda medel för driv- ingrepp med kamaxelkuggkransen (35) omfattar ett kam- axeldrivkugghjul (34) anordnat på en ytterligare axel (37) innanför transportörlagerringen.

13. Förpackningsmaskin enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att en separat motor (46, 47) är inrättad för drivning av vardera kamaxellagerringen, (35, 35', 46, 47) och att motorn har medel för kuggingrepp med kamaxelkuggkransen (45).

14. Förpackningsmaskin enligt något eller några av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v, att åtminstone någon av nämnda bearbetningsstationer styrs och/eller drivs från en servomotor eller motsvarande.

15. Förpackningsmaskin enligt krav 14, k ä n n e t'e c k n a d a v, att nämnda stationer är utrustade med drivorgan för respektive bearbetningsverktyg, och att en enda programerbar servomotor eller motsvarande är anordnad att styra nämnda drivorgan.