Verschließmaschinenantrieb mit verstellbarem Anlenkpunkt
Die Erfindung betrifft einen Verschließmaschinenantrieb mit einem zwei durch ein Kniegelenk verbundene Hebelarme aufweisenden Kniehebel und einem an dem Kniegelenk angelenkten Verbindungselement zur Einleitung einer Kraft, wobei ein erster der beiden Hebelarme mit seinem dem Kniegelenk fernen Anlenkpunkt an einem verstellbaren Gegenlager angelenkt ist und ein zweiter der beiden Hebelarme über seinen dem Kniegelenk fernen Anlenkpunkt mit einem Verschließwerkzeug zur Ableitung der Kraft verbindbar ist, und eine Verschließ Verschließmaschine mit oberen und unteren gegeneinander bewegbaren Verschließwerkzeugen zum Aufbringen und Verschließen eines Clips auf einem zuvor gebildeten Schlauchzopf mit einem solchen Verschließmaschinenantrieb.
Verschließmaschinenantriebe der genannten Art werden in Verschließ- oder Clipmaschinen eingesetzt, die zum Herstellen von Würsten dienen. Die Würste werden hergestellt, indem zunächst Füllgut in eine Schlauchhülle (Darm) eingebracht und danach in einem ersten Arbeitstakt mittels Verdrängerelementen in Portionen abgeteilt wird. Die Verdrängerelemente schnüren dazu die Schlauchhülle in radialer Richtung ein und verdrängen das in dem Einschnürbereich befindliche Füllgut in axialer Richtung - bezogen auf die Schlauchachse. Im Einschnürbereich wird somit ein Schlauchzopf gebildet. Auf
dem gebildeten Schlauchzopf werden im nächsten Arbeitstakt ein oder wahlweise zwei Verschlusselemente (Clips) mittels zwei (bzw. vier) gegeneinander bewegter Verschließwerkzeuge aufgebracht und um den Schlauchzopf verschlossen. Die Verschließwerkzeuge umfassen typischerweise einen Stempel und eine Matrize, zwischen welchen der Clip während des Verschließens umgeformt wird. Im Fall zweier nebeneinander um dem Schlauchzopf verschlossen Clips (Doppelclipanordnung), kann der Schlauchzopf mittels eines Messers dazwischen durchtrennt werden, um die Würste zu vereinzeln. Danach werden die Verdränger, Verschließwerkzeuge und das Messer in ihre Ausgangsstellung zurück bewegt. Ein Arbeitszyklus ist beendet.
Wenigstens eines der Verschließwerkzeuge führt während des Verschließvorgangs eine - bezogen auf die Schlauchachse -im Wesentlichen radiale Bewegung aus. In den Clipmaschinen mit dem eingangs beschriebenen Verschließmaschinenantrieb steht meist ein Kurvenantrieb zur Verfügung, der die Bewegung mittels einer Kurvenrolle von einer Kurvenscheibe abnimmt. Das Verbindungselement überträgt die Bewegung auf den Kniehebel und von diesem weiter - direkt oder mittelbar über eine weitere Hebelanordnung - auf das Verschließwerkzeug.
Der Hub und insbesondere die Hubendstellung eines oder beider Verschließwerkzeuge in ihrer geschlossenen Stellung kann durch zahlreiche Verstellmöglichkeiten beeinflusst werden. Beispielsweise wird der Verschließmaschinenantrieb bevorzugt so eingestellt, dass der Kniehebel in dieser Hubendstellung vollständig gestreckt ist, damit die Gegenkraft während des Verschließens möglichst vollständig über das Gegenlager und nicht über die Kurvenscheibe abgeleitet wird. Dabei ist gleichzeitig eine exakte Lage des - in der Regel unteren - Verschließwerkzeugs bezüglich der Schlauchachse einzuhalten, um den Clip während des Verschließens sicher zu halten und so den Verschließvorgang prozesssicher zu gestalten. Ferner ist die Relativlage der Verschließwerkzeuge in der geschlossenen Stellung abhängig von dem verwendeten Clipmaterial, dem Kaliber und der Beschaffenheit der zu verarbeitenden Schlauchhülle exakt zu bestimmen.
Bekanntermaßen wird zur Einstellung der Hubendlage (bei gestrecktem Kniehebel) der Anlenkpunkt 434 des ersten Hebelarms 412 des Kniehebels 410 verstellt, siehe Fig. 4. Hierzu ist das verstellbare Gegenlager 436 mittels eines weiteren Hebels 450 schwenkbar um eine zum Maschinengehäuse oder -rahmen ortsfeste Achse 452 ausgebildet. Die Lage des weiteren Hebels 450 wird bei dieser bekannten Vorrichtung mittels einer Spindelverstellung 454 eingestellt und fixiert. Die Spindelverstellung 454 besteht im Wesentlichen aus einer gegenüber dem Maschinengehäuse ortsfest angeordneten Gewindestange 456 und einer Anordnung von Klemmelementen. Die Winkelstellung des Hebels 450 kann entlang zumindest eines Abschnitts der Gewindestange verstellt und durch Kontern zweier Muttern zwischen den Klemmelementen fixiert werden. Auf diese Weise ist die Position des Gegenlagers 436 auf einer Kreisbahn um die ortsfeste Achse 452 verstellbar.
Zur Verstellung des Hubs und insbesondere der Hubendlage der Verschließwerkzeuge ist es bei der bekannten Verstellung nötig, die Muttern zu öffnen und auf der Spindel in eine Position zu bringen, die der gewünschten Lage des Gegenlagers entspricht. Danach werden die Muttern in dieser Position gekontert. Beim Kontern kommt es jedoch regelmäßig vor, dass sich die Lage des Gegenlagers verstellt. Dadurch ist es nicht selten nötig, die Einstellprozedur mehrfach zu wiederholen, bis die gewünschte Position erreicht ist. Ferner sind die Muttern der Spindelverstellung schwer zugänglich im Maschinengehäuse angeordnet, was den Einstellvorgang weiter erschwert.
Ferner ist aus der DE 1 274 492 B eine Verschließmaschine für beuteiförmige Verpackungen mit einem Kniehebelantrieb bekannt, der auch an einem über eine Spindel und eine Verstellmutter axial verstellbaren Stützlager abgestützt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, einen Verschließmaschinenantrieb bereitzustellen, der eine einfache Einstellung der Hubendstellung des Verschließwerkzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch einen Verschließmaschinenantrieb der eingangs genannten Art, dessen Gegenlager eine Exzenterverstellung aufweist, bzw. durch eine Verschließmaschine der eingangs genannten Art mit einem solchen Antrieb gelöst, welcher ferner einen eine Kurvenscheibe aufweisenden Kurvenantrieb umfasst, wobei das Verbindungselement mit der Kurvenscheibe zur Kraft- bzw. Bewegungseinleitung in Verbindung steht, das obere oder untere Verschließwerkzeug mit dem dem Kniegelenk fernen Anlenkpunkt des zweiten Hebelarms in Verbindung steht und das Gegenlager ortsfest an Teilen des Maschinengehäuses oder -gestells befestigt ist.
Die Verwendung von Exzentern zum Einstellen und Verstellen ist dem Fachmann an sich bekannt. So ist beispielsweise in der DE 22 62 093 eine Thermoformmaschine mit einer an einem Exzenterzapfen zur Verstellung angelenkten Gelenkstange offenbart, in der DE 88 09 001 U1 ein Hubantrieb für einen Hubtisch mit einem über einen Exzenterbolzen darin angreifenden Zylinder offenbart, in der DE 33 32 308 C2 eine Schlauchbeutelmaschine mit um Exzenterzapfen schwenkbar gelagerte Siegelbacken offenbart, in der DE 203 14 562 einen Clipmaschinenantrieb mit einem zwischen seine Kurvenscheibe und Antriebswelle zwischengeschalteten Exzenter offenbart oder in der DE 36 10 010 C2 eine Clipmaschine mit exzentrisch auf einer Achse gelagerten Abtastrollen zur Hubänderung von Verdrängerblechen offenbart. Der Erfindung liegt hingegen die Erkenntnis zugrunde, dass auch zur Verstellung der Hubendstellung des Verschließwerkzeugs an der Stelle des Gegenlagers für den ersten Hebelarm nur ein geringer Hub benötigt wird. Die erfindungsgemäße Lösung einer Exzenterverstellung bietet den Vorteil, dass durch eine Drehung des exzentrischen Gegenlagers auf einfache Weise und sehr präzise eine radiale Verstellung dieses Anlenkpunkts ermöglicht wird. Ferner ist eine solche Exzenterverstellung konstruktiv einfacher und erfordert weniger Bauteile.
Vorzugsweise weist das Gegenlager einen Lagerbolzen auf, der mit einem ersten axialen Abschnitt in einer Klemmung drehbar gelagert und klemmbar ist und an dem auf einem zweiten axialen Abschnitt der erste Hebelarm mit seinem dem Kniegelenk fernen Anlenkpunkt angelenkt ist, wobei beide axiale Abschnitte radial
parallel zueinander versetzt angeordnet sind und somit eine Kurbel oder einen Exzenter bilden.
Mit der Klemmung, die typischerweise an einem Abschnitt des Umfangs des Lagerbolzens angreift, kann dieser auf einfache Weise in seiner zuvor eingestellten Winkellage fixiert werden, ohne dass dabei (versehentlich) eine Verstellung dieser Winkellage und damit der Position des Anlenkpunktes erfolgt. Dabei kann die Geometrie der Klemmung - im Gegensatz zur der Spindelverstellung - unabhängig von der Verstellrichtung so gewählt werden, dass sie leicht zugänglich ist, so dass ihr Öffnen und Schließen auf einfache Weise erfolgen kann.
Herstellungsbedingt erweist es sich als vorteilhaft, den Lagerbolzen aus einer Achse und einer auf die Achse drehsicher aufgesteckten, exzentrischen Hülse zusammenzusetzen.
Bevorzugt weist der Lagerbolzen eine Handhabe oder auf einem axialen Abschnitt einen Ansatz zum Angreifen einer korrespondierenden Handhabe auf. Der Ansatz kann beispielsweise ein Sechskant- und die korrespondierende Handhabe ein handelsüblicher Schraubenschlüssel sein. Vorzugsweise ist der Ansatz an einem axialen Ende des Lagerbolzens vorgesehen, so dass er leichter zugänglich ist. Mittels der Handhabe kann der Lagerbolzen manuell in der geöffneten Klemmung gedreht und somit der Anlenkpunkt des ersten Hebelarms an dem Gegenlager sehr genau und auf einfache Weise verstellt werden.
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. In diesem zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der bewegten Elemente der erfindungsgemäßen Verschließmaschine;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Gegenlager des erfindungsgemäßen Verschließmaschinenantriebs in der Seitenansicht;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Gegenlager gemäß Fig. 2; und
Fig. 4 den Kniehebel mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Gegenlager mit Spindellager.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verschließmaschine 100 weist einen Verschließmaschinenantrieb mit einem Kniehebel 110 auf. Dieser besteht aus einem ersten Hebelarm 112 und einem zweiten Hebelarm 114, die über ein gemeinsames Kniegelenk 116 schwenkbar miteinander verbunden sind. An dem Gelenk 116 ist ferner eine Koppelstange 118 als Verbindungselement angelenkt. Die Koppelstange 118 verbindet den Kniehebel 110 über einen weiteren Hebel 120 mit einer Kurvenrolle 122, die die Bewegung einer Bahn in einer Kurvenscheibe 124 abnimmt. Der zweite Hebelarm 114 ist mit seinem dem Kniegelenk fernen Anlenkpunkt 126 mit einem unteren Cliphebel 128 gelenkig verbunden. Der untere Cliphebel 128 schwenkt um eine gemeinsame Schwenkachse 130 des unteren und eines oberen Cliphebels 132 nach oben, wenn das Kniegelenk 116 durch eine über die Koppelstange 118 eingeleitete Kraft gestreckt wird. Dadurch und durch einen entsprechenden Kurvenantrieb für den oberen Cliphebel 132 werden eine Matrize und ein Stempel aufeinander zu bewegt, um in ihrer geschlossenen Stellung einen Clip um die eingeschnürte Schlauchhülle (nicht gezeigt) verschließen können.
Während sich der untere Cliphebel 128 bereits in seiner oberen Hubendstellung befindet und dort für einen kurzen Moment verharrt, ist der abgetrennte Clip vor dem Verschließen zwischen der Matrize und dem Schlauchzopf eingespannt und wird auf diese Weise gehalten. Während dessen bewegt sich der obere Cliphebel 132 mit dem Stempel weiter in Richtung auf den Clip zu. In einem Arbeitstakt wird kurz vor der Umformung des Clips dieser vom Strang nachfolgender Clips mittels an den Cliphebeln vorgesehener Scherenelemente abgetrennt und danach um den Schlauchzopf verschlossen. Anschließend kann - im Fall einer Doppelclipanordnung - der Schlauchzopf zwischen den beiden verschlossenen
Clips mittels eines pneumatisch angetriebenen, mit dem oberen Cliphebel verbundenen Messers durchtrennt werden.
Damit der untere Kniehebel in der oberen Hubendstellung möglichst vollständig gestreckt ist, um einen antriebsschonenden Kraftfluss zu erzeugen, ist einerseits die Koppelstange 118 längenverstellbar und andererseits der erste Hebelarm 112 mit seinem dem Kniegelenk 116 fernen Anlenkpunkt 134 an dem verstellbaren Gegenlager 136 angelenkt, welches beispielsweise an Teilen des Maschinengehäuses oder -gestells 138 befestigt ist.
Das Gegenlager 236 ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Es weist eine Klemmung 240 mit einer Bohrung auf. In dieser Bohrung ist ein zweiteiliger Lagerbolzen gelagert. Dieser besteht aus einer Hülse 242 mit einer exzentrischen Bohrung und einer Achse 244, die in die exzentrische Bohrung der Hülse 242 eingelassen ist. Die Achse 244 und die Hülse 242 sind mittels eines Gewindestifts 246 gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert. Eine Drehsicherung beider Elemente des Lagerbolzens wird vorzugsweise mittels einer Passfeder (nicht dargestellt) erzielt. Auf einem aus der Hülse 242 herausragenden axialen Abschnitt der Achse 244 ist der erste Hebelarm angelenkt. Durch ein Verdrehen des gesamten Lagerbolzens kann der Anlenkpunkt des ersten Hebelarms gegenüber dem ortsfesten Gegenlager verstellt werden, wie -anhand der Zentrumsmarkierungen der Achse 244 und der Hülse 242 zu sehen ist. Ist der Anlenkpunkt des ersten Hebelarms auf diese Weise eingestellt, wird eine Schraube 248 angezogen und somit der Lagerbolzen über seinen Umfang in der Klemmung 240 fixiert.
In der in Fig. 3 gezeigten Draufsicht auf das Gegenlager ist zu erkennen, dass der Lagerbolzen - oder besser gesagt die Achse 344 in diesem Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten aus der Klemmung 340 sowie der - hier nicht zu erkennenden - Hülse herausragt. Der erste Hebelarm 312 weist zwei die Klemmung 340 symmetrisch einfassende Lagerabschnitte 350, 352 auf, mit denen er auf den beiden axialen Abschnitten der Achse 344 beiderseits der Klemmung 340 gelagert ist. Dies hat den Vorteil einer gleichmäßigen
Krafteinleitung bzw. fehlender Kippmomente auf das Lager. Die Achse 344 ragt ferner über den Lagerabschnitt 350 des Hebelarms 312 auf der einen Seite hinaus und weist an ihrem Ende einen Sechskantansatz 354 auf. Dieses Ende bzw. der Ansatz 354 ist soweit aus dem Bereich des Lagers herausgeführt, dass er mit einem Schraubenschlüssel leicht zugänglich ist.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann anstelle eines Gegenlagers mit einer Klemmung ein solches mit mehreren Klemmungen vorgesehen werden. Der erste Hebelarm kann beispielsweise zwischen den beiden Klemmungen auf der Achse bzw. dem Lagerbolzen gelagert sein. Anstelle eines Sechskants kann beispielsweise auch ein Handrand als Handhabe auf das Ende der Achse bzw. des Lagerbolzens aufgesteckt oder aufsteckbar sein, so dass eine Verstellung des Exzenters, wie auch in der DE 203 14 562 U1 vorgeschlagen, bequem durchführbar ist. Jede Form der Klemmung kann anstelle der gezeigten Klemmung vorgesehen werden. Beispielsweise auch ein Prisma. Schließlich kann der Lagerbolzen - anders als in Fig. 2 gezeigt - auch einstückig ausgebildet sein.
Der Verschließmaschinenantrieb ist ferner nicht auf das Anwendungsbeispiel des unteren Cliphebels beschränkt. Er kann ebenso für den oberen Cliphebel zum Einsatz kommen. Auch ist er nicht prinzipiell auf die Erzeugung einer Schwenkbewegung beschränkt. Gleichsam kann mittels des erfindungsgemäßen Verschließmaschinenantriebs auch eine lineare Bewegung entlang einer geführten Bahn erzeugt werden, wie beispielsweise in Kombination mit der aus der DE 1 274 492 B, insbesondere Fig. 3, bekannten Vorrichtung.