WO1998016427A1

WO1998016427A1 - Vorrichtung zum verpacken von kleinstückigen artikeln im falteinschlag

Info

Publication number: WO1998016427A1
Application number: PCT/EP1997/005620
Authority: WO
Inventors: Werner Kmoch; Wolfgang Girndt
Original assignee: Pactec Verpackungsmaschinen-Fabrik Theegarten Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1998-04-23
Also published as: DE19642014B4; DE19642014A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken kleinstückiger Artikel im Falteinschlag. Diese besitzt einen rotierbaren Packkopf (1) und mindestens eine Haltevorrichtung (10) zum Halten eines zu verpackenden Artikels, an den bereits ein Packmittelstück (P) angelegt ist. Zu jeder Haltevorrichtung ist eine Gruppe von bewegbaren Faltern (20, 30, 40) vorgesehen, um die über den Artikel hinausstehenden Packmittelstückabschnitte umzulegen. Jede Gruppe von Faltern weist zur Durchführung von Faltungen drei Faltelemente auf, wobei alle bewegbaren Falter an dem Packkopf angebracht sind. Für die verbleibenden Faltungen ist eine feststehende Faltvorrichtung (50) vorgesehen. Hierdurch kann die Dauer des einzelnen Faltvorganges verlängert werden, was insbesondere bei hohen Verpackungsgeschwindigkeiten eine schonende Behandlung des Packmittels ermöglicht. Die Vorrichtung weist weiterhin einen Greiferkopf (G) zum Anlegen der Packmittelstücke an die Artikel, sowie ein Wenderad (W), zum Ablegen der verpackten Artikel auf eine Fördereinrichtung (F), auf.

Description

Vorrichtung zum Verpacken von kleinstückigen Artikeln im Falteinschlag

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken kleinstückiger Artikel im Falteinschlag mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Packkopf, mindestens einer Haltevorrichtung an dem Packkopf zum Halten des zu verpackenden Artikels mit einem an den Artikel angelegten Packmittelstück, und mit einer Gruppe von bewegbaren Faltelementen für jede Haltevorrichtung zum Falten von über den Artikel hinausstehenden Packmittel- stückabschnitten und mit einer feststehenden Faltvorrichtung.

Verpacken im Falteinschlag bedeutet, ausgehend von einem bereits im wesentlichen U-förmig um einen Artikel gelegten, jedoch mit seinen Rändern über den Artikel hinausstehenden Packmittelstück, daß zur sauberen Anlage des Packmittelstückes an den Artikel sechs Faltungen in insgesamt drei verschiedene Raumrichtungen, d.h. um drei verschiedene Achsen, die vorzugsweise im wesentlichen orthogonal zueinanderstehen, durchgeführt werden müssen. Je Raumrichtung sind zwei Faltungen erforderlich. So sind beispielsweise an dem U-förmigen Packmittelstück zwei Faltungen erforderlich, um die Schenkel des Us gänzlich umzulegen und so eine Packmittelrolle zu bilden. An den beiden offenen Enden bzw. Seiten der Packmittelrolle müssen dann nochmals vier Faltungen durchgeführt werden.

Derartige Vorrichtungen können zum Verpacken aller Arten von kleinstückigen Gegenstände eingesetzt werden. Insbesondere eignen sie sich zum Verpacken von Bonbons.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DD-294 849 bekannt. Der dort gezeigte Packkopf weist einen Innenfalter auf, der um eine Achse parallel zur Rotationsachse des Packkopfes an diesem schwenkbar angelenkt ist, um eine erste Faltung zur Erzeugung der Packmittelrolle herzustellen. Weiterhin ist an dem beiderseits separat angeordneten Faltrad ein in Radial- richtung bewegbarer Falter angebracht, um eine Faltung an den f M

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Packkopf vorgesehene Faltelemente bzw. Faltelementpaaren durchgeführt werden.

Vorzugsweise ist für drei verschiedene Raumrichtungen je Raumrichtung ein Faltelement vorgesehen. Ein Faltelement kann dabei durch ein Falthebel bzw. -arm oder ein Paar von Falthebeln bzw. -armen gebildet werden. Von den drei Faltelementen ist eines radial innerhalb einer Bewegungsbahn des zu verpackenden Artikels angeordnet. Für die beiden verbleibenden Raumrichtungen ist jeweils ein Faltelement vorgesehen, das bezüglich der Bewegungsrichtung des Artikels auf der Rückseite der Haltevor- richung angeordnet ist .

Weiterhin kann im Bereich der Bewegungsbahn des zu verpackenden Artikels zu jeder Raumrichtung eine feststehende Faltkante vorgesehen werden. Dies ermöglicht eine konstruktiv kompakte Bauweise, da für jede Raumrichtung an dem Packkopf ein Falthebel bzw. -arm angebracht werden kann. Durch eine entsprechende Anordnung der einzelnen Faltkanten können verschiedene Faltarten an den Seiten der Packmittelrolle durchgeführt werden.

Vorzugsweise sind die Faltelemente für Faltungen in zwei Raumrichtungen als Schwenkhebel ausgebildet, die um eine Achse parallel zur Rotationsachse des Packkopfes an dem Packkopf angelenkt sind. Vorzugsweise werden mit diesen Schwenkhebeln Faltungen um zwei zueinander orthogonale Achsen ausgeführt, die zusammen eine zur Bewegungsrichtung des zu verpackenden Artikels senkrechte Ebene aufspannen. Die Schwenkhebel lassen sich eng miteinander anordnen und ermöglichen im Vergleich zu Falt- sternen eine höhere Qualität der Faltung. Zu einer höheren Kompaktheit der Bauform und damit größeren Steifigkeit des gesamten Packkopfes trägt auch die Anordnung des Faltelements für die verbleibende Raumrichtung bei, das als im wesentlichen in Radialrichtung der Rotationsachse des Packkopfes hin und her bewegbarer Stößel ausgebildet ist und daher nicht zu einer Erhöhung der Baulänge des Packkopfes führt . Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist für jedes Faltelement an dem Packkopf eine Kurvenscheibe vorgesehen und mit dem entsprechenden Faltelement gekoppelt. Hierdurch kann die Bewegung jedes Faltelements individuell eingestellt werden. Während des Betriebes des Packkopfes sind alle Kurven- scheiben fest miteinander verbunden. Dabei wird der Packkopf relativ zu den Kurvenscheiben gedreht. Je nach Bedarf können die Kurvenscheiben ausgetauscht werden, um an den einzelnen Faltelementen einen anderen Bewegungsablauf einzustellen.

Die Haltevorrichtung zum Halten des zu verpackenden Artikels weist Klemmbacken auf, die vorzugsweise ebenfalls über eine Kurvenscheibe angetrieben werden, wobei diese Kurvenscheibe mit den Kurvenscheiben zum Steuern der Faltelemente gekoppelt ist. Vorzugsweise sind alle Kurvenscheiben innerhalb des Packkopfes angeordnet .

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, die zeigt:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Ausführungsbei- spiels einer Vorrichtung zum Verpacken kleinstückiger Artikel im Falteinschlag,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Packkopf entlang der Rotationsachse,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Faltbogens,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Faltbogens in Richtung der Bewegungsbahn der zu verpackenden Artikel,

Fig. 5 einen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse des Packkopfes zur Darstellung der schwenkbaren Faltelemente, Fig. 6 einen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse mit den Kurvenscheiben der schwenkbaren Faltelemente,

Fig. 7 einen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse mit dem radial bewegbaren Faltelement, und

Fig. 8 einen Schnitt senkrecht zur Rotationsachse mit den Haltevorrichtungen.

Figur 1 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung zum Einwickeln von kleinstückigen Artikeln A. Die zu verpackenden Artikel A werden von Greifern eines Greiferkopfes G erfaßt. Über eine Abzugswalze wird dem Greiferkopf Packmittel P zugeführt und durch den Greiferkopf G im wesentlichen L-förmig um den zu verpackenden Artikel gelegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzen die zu verpackenden Artikel A eine im wesentlichen quaderförmige Gestalt . Allerdings können mit der Vorrichtung ebenso gerundete oder auch längliche Artikel verpackt werden. Die Artikel A werden mit dem daran angelegten Packmittel P von dem Greiferkopf G an einen Packkopf 1 übergeben. An dem Packkopf 1 werden die allseits über den Artikel A hinausstehenden Enden des Packmittels P durch Faltbewegungen an den Artikel angelegt. Dem Packkopf 1 ist ein Wenderad W nachgeschaltet, das die verpackten Artikel A von dem Packkopf 1 übernimmt und an eine Fördereinrichtung F weiterleitet. Die einzelnen Aufnehmer des Wenderads zum Halten der Artikel A sind dabei bezüglich der Umfangsrich- tung schwenkbar, um die verpackten Artikel eng beabstandet auf der Fördereinrichtung F abzulegen. Die Fördereinrichtung transportiert die verpackten Artikel zu einer Heiz- und Kühlstrecke. Da die einzelnen Artikel auf der Fördervorrichtung in engerem Abstand abgelegt werden als an dem Wenderad, was durch die Schwenkbarkeit der Aufnehmer des Wenderades ermöglicht wird, kann die Fördereinrichtung mit geringerer Geschwindigkeit umlaufen als das Wenderad. Anhand der Figuren 2 bis 8 wird nun der Packkopf näher erläutert. Der Packkopf 1 besitzt ein Gehäuse 2, das auf einer feststehenden Welle 3 um diese rotierbar gelagert ist. An dem Packkopf sind über den Umfang verteilt mehrere Haltvorrichtungen 10 vorgesehen, die jeweils einen Artikel A greifen können. Weiterhin weist der Packkopf für jede Haltevorrichtung 10 ein Gruppe von Faltelementen 20, 30, 40 auf, um die über den Artikel A hinausstehenden Packmittelstückabschnitte umzulegen. Jede Gruppe von Faltelementen besitzt zur Durchführung von Faltungen in allen drei Raumrichtungen für jede Raumrichtung ein eigenes Faltelement 20, 30, 40.

Das Gehäuse 2 des Packkopfes 1 besitzt eine hantelartige Struktur, wobei in einem verjüngten Bereich in der Mitte der hantelartigen Struktur die zu verpackenden Artikel A durch die Haltevorrichtungen 10 gehalten und durch die Faltelemente 20, 30, 40 eingeschlagen werden. Die Artikel A rotieren dabei aufgrund der Drehung des Packkopfes 1 in einer Bewegungsebene E senkrecht zu der Rotationsachse des Packkopfes. In den beiderseitig der Bewegungsebene vorgesehenen Verdickungen des Gehäuses 2 sind die Antriebsvorrichtungen für zwei Faltelemente zur Durchführung von Faltungen in zwei Raumrichtungen auf der einen Seite der Packkopfmitte und die Antriebsvorrichtungen für ein weiteres Faltelement sowie die Haltevorrichtung auf der anderen Seite der Packkopfmitte angeordnet . Das Antreiben der Haltevorrichtung bzw. der Faltelemente erfolgt durch das Drehen des Packkopfes bezüglich der feststehenden Welle 3, auf der für jedes Faltelement bzw. die Haltevorrichtung jeweils eine Kurvenscheibe 11, 21, 31, 41 in Reihe auf der feststehenden Welle 3 angeordnet ist. Zwischen der jeweiligen Kurvenscheibe und dem zugehörigen Faltelement bzw. der Haltevorrichtung ist jeweils eine Kopplungsvorrichtung 13, 23, 33, 43 vorgesehen. Zur Ermöglichung des Zugangs zu den Kurvenscheiben bzw. den Kopplungsvorrichtungen, beispielsweise um eine Kurvenscheibe auszutauschen, kann jede der beiden Gehäuseverdickungen des Packkopfes 1 jeweils an beiden Stirnseiten bezogen auf die Rotationsachse des Packkopfes geöffnet werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei der Faltelemente 20, 30 als Schwenkarme ausgebildet. Diese beiden Faltelemente sind auf der gleichen Seite der Bewegungsebene angeordnet . Das Faltelement zum Falten in einer weiteren Raumrichtung sowie die Haltevorrichtung mit dem Klemmbacken sind auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet.

Der zu verpackende Artikel mit dem daran angelegten Packmittel- stück wird während seines Verweilens an dem Packkopf 1 von der in Figur 8 gezeigten Haltevorrichtung bzw. deren einander gegenüberliegenden Klemmbacken 12 gehalten. Das Greifen des Artikels durch die Klemmbacken erfolgt dabei an dessen zur Bewegungsrichtung senkrechten Seiten. Die Klemmbacken sind an schwenkbaren Klemmhebeln vorgesehen. Diese sind über eine Kopplungsvorrichtung 13 mit der Kurvenscheibe 11 der feststehenden Welle 3 gekoppelt. Die Kurvenscheibe besitzt dabei Absätze, um das Öffnen und Schließen der Klemmhebel zu steuern.

Auf derselben Seite der Bewegungsebene E ist weiterhin ein in Radialrichtung bewegbares Faltelement 40 angeordnet, das als Stößel ausgebildet ist und ebenfalls über eine Kopplungsvorrichtung 43 mit einer Kurvenscheibe 41 der feststehenden Welle 3 gekoppelt ist. Im Gegensatz zu der Haltevorrichtung ist bei der weiter außenliegenden Kurvenscheibe 41 dieses Faltelements die Führungsbahn als Nut ausgebildet, in der eine Führungsrolle

44 gleitet. Diese Führungsrolle 44 ist über einen Zwischenhebel

45 mit einer zur Rotationsachse des Packkopfes parallelen Zwischenwelle 46 verbunden, die in Abhängigkeit der Kurve an der Kurvenscheibe 41 um ihre Achse eine Hin- und Herschwenkbewegung vollführt. Zur Umsetzung der Schwenkbewegung der Zwischenwelle 46 in eine radiale Hin- und Herbewegung des Fältele- ments 40 ist zwischen das Faltelement 40 und die Zwischenwelle

46 ein erster Hebel 47 zwischengeschaltet, der mit der Zwischenwelle 46 dreht, und an dem der Falter drehbar gelagert ist. In der Schwenkebene dieses ersten Hebels 47 ist ein zweiter Hebel 48 an dem Packkopf 1 angelenkt, der ebenfalls gelen- kig mit dem Faltelement 40 verbunden ist. Die beiden Anlenk- punkte an dem Faltelement 40 sind dabei radial voneinander beabstandet. Das Faltelement 40 verläuft dabei teilweise zwischen den Klemmbacken 12, die, wie das Faltelement 40, mittig bezüglich der Bewegungsebene E angeordnet sind.

Die in der gegenüberliegenden Hälfte des Packkopfgehäuses 2 angeordneten Faltelemente 20, 30 sind jeweils als ein Schwenkarm ausgebildet, die an dem Artikel zwei Faltungen in orthogonaler Richtung zueinander durchführen. Jedes der beiden Faltelemente ist über eine Kopplungsvorrichtung 23 bzw. 33 mit einer Kurvenscheibe 21 bzw. 31 der feststehenden Welle 3 gekoppelt. Dabei ist die näher zur Packkopfmitte liegende Kurvenscheibe 21 mit zwei voneinander axial beabstandeten Gleitbahnen versehen, auf denen jeweils eine Rolle 24 läuft. Die beiden Gleitbahnen besitzen dieselbe Kurvengeometrie, sind jedoch in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Die Rollen 24 sind an einem Zwischenhebel 25 gelagert. Dabei sind die Rollen 24 in Umfangsrichtung um den Versatz der Gleitbahnen gegeneinander versetzt. Dies ermöglicht eine besonders stabile Abstützung und somit genaue Bewegung des Schwenkarmfalters . Der Zwischenhebel 25 ist drehfest mit einer Hohlwelle 26 gekoppelt, an derem einen Ende das Faltelement 20 drehfest angebracht ist. Durch die Kopplungsvorrichtung 23 vollführt die Hohlwelle 26 und damit das Faltelement 20 eine hin- und hergehende Schwenkbewegung um eine Achse parallel zur Rotationsachse des Packkopfes, sobald dieser relativ zu der Kurvenscheibe 21 gedreht wird.

Das zweite Faltelement 30 auf dieser Seite der Bewegungsebene E wird über eine weiter außenliegende Kurvenscheibe 31 gesteuert, die, wie die außenliegende Kurvenscheibe 41, auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite zur Führung einer Rolle 34 der entsprechenden Kopplungsvorrichtung 33 als Nut ausgebildet ist. Die Kopplungsvorrichtung 33 des zweiten Faltelements 30 weist weiterhin einen Zwischenhebel 35 auf, an dem die Rolle 34 gelagert ist. Dieser Hebel ist an einem Ende einer Zwischenwelle 36 drehfest angebracht. An dem gegenüberliegenden Ende der Zwi-

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verpacken kleinstückiger Artikel im Falt- einschlag, mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Packkopf (1) , mindestens einer Haltevorrichtung (10) an dem Packkopf (1) zum Halten des zu verpackenden Artikels (A) mit einem an den Artikel angelegten Packmittelstück (P) , einer Gruppe von bewegbaren Faltelementen (20, 30, 40) an dem Packkopf für jede Haltevorrichtung (10) zum Falten über den Artikel hinausstehender Packmittelstückabschnittes und einer feststehenden Faltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe drei Faltelemente aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Faltelemente je Gruppe zur Durchführung von Faltungen in drei verschiedene Raumrichtungen an dem Packmittelstück angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Faltvorrichtung konzentrisch zur Rotationsachse des Packkopfes (1) entlang eines Teilabschnittes der Bewegungsbahn des Artikels (A) als Faltbogen (50) ausgebildet ist, der feststehende Faltkanten (52, 53, 54) zur Durchführung von Faltungen in den drei Raumrichtungen aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faltelement (40) radial innerhalb der Bewegungsbahn des Artikels (A) und die beiden anderen Faltelemente (20, 30) bezüglich der Bewegungsrichtung des Artikels hinter dessen Halteposition in der Haltevorrichtung (10) angeordnet sind, und daß jedem der bewegbaren Faltelemente eine feststehende Faltkante zugeordnet ist .

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Faltelementen für Faltungen in zwei Raumrichtungen je ein Faltelement (20, 30) aufweist, das als Schwenkhebel ausgebildet und an dem Packkopf angelenkt ist, wobei eine Schwenkhebelachse jeweils parallel zu der Rotationsachse des Packkopfes (1) verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Faltelementen (20, 30, 40) für eine der Faltungen in der verbleibenden Raumrichtung ein Faltelement (40) aufweist, das als in im wesentlichen in Radialrichtung der Rotationsachse des Packkopfes (1) hin und her bewegbarer Stößel ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel mit zwei voneinander beabstandeten Punkten an jeweils einem Hebel (47, 48) angelenkt ist, und jeder der beiden in einer gemeinsamen Schwenkebene angeordneten Hebel (47, 48) um eine Achse parallel zur Rotationsachse des Packkopfes (1) an dem Packkopf gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltbogen (50) eine in ihrem Radialabstand bezüglich der Rotationsachse anwachsende oder verringernde Faltkante (54) aufweist, an der der Artikel (A) auf seiner Bewegungsbahn vorbeigeführt wird zum Falten eines in Richtung der Rotationsachse noch über den Artikel hinausstehenden Packmittelstückabschnittes .

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführungen von Faltungen in allen drei Raumrichtungen für jede Raumrichtung eine Kurvenscheibe vorgesehen ist, mit der die entsprechenden Faltelemente über Kopplungsvorrichtungen gekoppelt sind, zum Steuern der Bewegung der Faltelemente, daß alle Kurvenscheiben im Betriebszustand relativ zueinander festgehalten sind und in dem Packkopf (1) angeordnet sind, und daß der Packkopf (1) relativ zu den Kurvenscheiben (11, 21, 31, 41) um eine gemeinsame Achse drehbar ist .

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken (12) aufweist, die schwenkbar an den Packkopf (1) gelagert und mit einer Kurvenscheibe (11) zur Steuerung der Bewegung der Klemmbacken (12) gekoppelt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheiben (21, 31) und Kopplungsvorrichtungen (23, 33) zur Steuerung der Bewegung der Faltelemente (20, 30) für Faltungen in zwei Raumrichtungen bezüglich der Richtung der Rotationsachse auf einer Seite der Bewegungs- bahnebene des zu verpackenden Artikels (A) angeordnet sind, und die Kurvenscheibe (41) und Kopplungsvorrichtung (43) zur Steuerung der Bewegung des Faltelements (40) für die Faltung in der dritten Raumrichtung den Faltelementen (20, 30) für die ersten zwei Raumrichtungen bezüglich des zu verpackenden Artikels auf der anderen Seite der Bewegungsebene gegenüberliegend angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurvenscheibe (21) zwei in Richtung der Rotationsachse voneinander beabstandete, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Laufflächen aufweist, die jeweils mit einer Rolle (24) der zugehörigen Kopplungsvorrichtung (23) in Eingriff stehen, wobei die beiden Rollen (24) in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe (21) um den Versatz der beiden Laufflächen gegeneinander vesetzt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Packkopf (1) ein Greiferkopf (G) zum Anlegen von Packmittelstücken (P) an die Artikel (A) vorgeschaltet ist und daß dem Packkopf (1) ein Wenderad (W) mit bezüglich seiner Umfangsrichtung schwenkbaren Aufnehmern zum Halten der verpackten Artikel nachgeschaltet ist zum Ablegen der verpackten Artikel auf eine Fördereinrichtung (F) .