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"Machine à emballer"
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@ La présente invention concerne une machine à emballer...
@ type sont mie en lies machines à emballer du/dans lequel des objets à emballer/ tubes dans une certaine longueur/matière d'emballage continue, mobile, utilisent couramment des matrices à sceller et à couper rotatives qui servent à sceller et actionner la matière d'emballage en- tre des objets voisins. L'utilisation de matrices de coupe rota- tives qui font saillie radialement vers l'extérieur des matrices à sertir et à sceller de la façon décrite dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n 2 516 721 est peu souhaitable en ce que les matrices de coupe en saillie gênent nécessairement le scellement à peu près simultané des extrémités de la matière d'emballage en- tre les matrices à sceller associées.
Lorsque les matrices de cou- pe en saillie tournent en contact l'une avec l'autre, elles ont tendance à maintenir les matrices à sceller séparées, er. rédui- sant ainsi le contact de pression des matrices à sceller nécessai- re pour assurer le scellement correct de la bande d'emballage.
De même, le montage fixe des matrices de cope sur les ma- trices à sceller opposées empêche effectivement l'utilisation de ces matrices à sceller et de coupe combinées dans des opérations dites "d'emballage en baride" dans lesquelles plusieurs objets emballés prédéterminée doivent être reliés les uns aux autres par la bande d'emballage en une bande unique. Lorsque les matrices de coupe sont fixées aux extrémités des matrices à sceller, il n'existe aucun moyen pour que l'opération de coupe puisse être réglée sélectivement, de telle façon qu'un certain nombre d'ob- jets emballés prédéterminé puisse passer entre les matrices à sceller avant que la bande soit sectionnée.
L'installation à couteau de coupe de la présente invention a été conçue en vue d'éliminer les difficultés sus- mentionnées associées aux machines à emballer de la technique antérieure.
En tenant compte des difficultés qui précèdent associées aux machines à emballer de la technique antérieure, l'invention fournit une nouvelle machine qui est caractérisée en particulier par un couteau de coupe du type à guillotine qui exerce une cou- pe rapide et qui ne dépend pas de la pression pour son fonction- nement. De préférence, le couteau de coupe est logé dans un évi- dement prévu dans une des matrices à sceller rotatives et peut être déplacé à partir de ce dernier dans une ouverture ou fente complémentaire formée dans l'autre matrice à sceller pour effec-
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tuer le sectionnement de la bande d'emballage.
De préférence, le couteau est sous forme d'une lame tranchante allongée qui est dé- placée à travers la matière d'emballage en un mouvement de sec- tionnement analogue à celui d'une guillotine par un mécanisme de manoeuvre lorsque les matrices à sertir et à sceller sont dans une Position d'alignement prédéterminée en contact avec la bande d'emballage.
Une particularité avantageuse de la présente invention ré- side dans le montage du couteau de coupe dans un évidement fermé dans une des matrices à sceller de telle façon que l'arête de coupe du couteau ne fasse normalement pas saillie vers l'extérieur au-dela de la surface périphérique de la matrice à sceller. Il n'existe ainsi aucun élément de coupe faisant saillie vers l'ex- térieur qui gêne le contact de pression entre les matrices à sceller associées. Ceci est en particulier important lors d'une opéraion d'"emballage en bande" dans laquelle la bande d'embal- lage doit être sertie et scellée plusieurs fois entre des objets voisins sans sectionner la bande d'emballage.
Pour actionner le mécanisme de manoeuvra du couteau, la Demanderesse utilise un élément de frappe ou de déclenchement qui peut prendre la forme d'une came montée pour tourner sur un des arbres des matrices à sceller, mais qui consiste de préfé- rence en un élément fixe monté sur un des paliers chargés par des ressorts dans lesquels l'arbre supportant la matrice à sceller qui maintient le couteau tourillonne.
La présente invention est en outre caractérisée de préfé- rence par une forme de réalisation dans laquelle l'élément de déclenchement du mécanisme de manoeuvre du couteau peut être dé- placé dans sa position de manoeuvre et hors de celle-ci par une installation de commande qui déplace l'élément de déclenchement dans une position pour actionner le couteau en réponse au pas- sage d'un nombre d'objets emballés prédéterminé entre les ma- trices à sceller pour faciliter une opération d"'emballage en bande".
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la descrip+ion qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plu- sieurs formes de réalisation conformes à l'invention.
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Sur ces dessina,
La figure 1 eet une vue en élévation de face d'une forme de réalisation préférée de la machine à emballer de la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation de côté de la machine de la figure 1 .
La figure 3 est une vue en coupe verticale suivant 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une vue en dout partielle suivant 4-4 de la figure 1.
La figure 5 est une vue en élémvation partielle de l'arrière d'une variante du mécanisme de coupe de la présente invention suivant 5-5 de la figure 6.
La figure 6 est une vue en coupe verticale suivant 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une vue en coupe verticale suivant 7-7 de la figure 5.
La figure 8 est une vue en élévation de face partielle d'u- ne variante, et
La figure 9 est une vue en coupe verticale suivant 9-9 de la figure 8.
Une machine à emballer suivant la présente invention com- prend normalement un transporteur pour propulser une bande de ma- tière d'enveloppement ou d'emballage continue sur une matrice de formage de façon à mettre la bande sous forme d'un tube allongé dans lequel des objets introduite par un transporteur séparé sont enfermés avec un espacement approprié. Ces étapes préliminaires n'ont pas été décrites, puisqu'elles ne font pas partie de la pré- sente invention. La bande d'emballage ayant les objets à emballer mis en tubes, tels que des barres de bonbons, est ensuis trans- portée vers un poste de fermeture hermétique et de coupe dans le- quel les extrémités de la matière d'emballage disposées entre des objets voisins sont scellées les unes aux autres et coupées.
Un ensemble de matrice de scellement comportant le dispositif de cou- pe perfectionné de la présente invention est indiqua de façon gé- nérale par le numéro de référence 1 sur les figures 1 et 2. Cet ensemble est supporté par des montante 2 et 3 par lesquels sont supportées des poutres horizontales 4 et 5. Des bâti- vertiosux 6, 7, 8 et 9 (non représentée) partant vers le haut des poutres
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5 10 15 20 25 30 35 horizontales 4 et 5 et des paliers transversaux 10, 12,14 et 16 s'étendent entre ces derniers. Un arbre supérieur 18, qui tcu- rillonne entre les paliers 10 et ¯12 supporte une première matri- ce à sertir et à sceller 20. Une matrice à sertir et à sceller associée 24 est fixée à un arbre rotatif inférieur 22 supporté entre les paliers 14 et 16.
Un mouvement rotatif est communiqué à l'arbre 22 au moyen d'un train d'engrenage épicycloïdal ayant une roue dentée motri- ce d'excentrique principale 24 qui est fixée à demeure à un bout d'arbre 26. Un moyeu 28 établit une liaison mécanique entre un arbre d'entrée d'énergie principal 30 et le bout d'arbre 26, de telle façon que ce dernier et la roue dentée d'entrée d'énergie ou motrice 24 soient disposés excentriquement par rapport à l'ar- bre d'entrée d'énergie rotatif 30, en déplaçant ainsi la roue den- tée d'excentrique 24 sur une orbite lorsque l'arbre 30 tourne.
Une bielle 32 tourillonne au moyen d'un collier 33 sur un palier 34 fixé au bout d'arbre 26. L'autre extrémité de la bielle 32 tourillonne sur un bout d'arbre mobile 36 au moyen d'un palier 38. Une seconde roue dentée 40 ayant ses dents engrenées avec les dents de la roue dentée d'excentrique 24 tourillonne sur un bout d'arbre mobile 36. Les dents de la roue dentée 40 sont éga- lement en prise d'entraînement avec les dents d'une roue dentée 42 qui est supportée pour exécuter un mouvement de rotation aur un bout d'arbre 44. Sur un palier 46 monté sur un arbre 44 est articulée un? seconde bielle 49 qui est reliée par son extrémité externe ou inférieure au palier 38 monté sur l'arbre 36.
Lorsque la roue dentée motrice 24 se déplace sur une orbite dans le sens dextrorsum indiqué par la flèche sur la figure 2, le nombre de see dents engrenant avec les dents de la roue dentée 40, le point de prise change constamment et, par conséquent, la vitesse angu- laire à laquelle la roue dentée 40 est entraînée par la roue den- tée 24 varie à chaque tour de cette dernière. De même, la bielle 32 fait osciller la roue dentée 40 suivant un mouvement de va-et- vient lorsque la roue dentée 24 se déplace sur orbite et la die- position angulaire de la bielle 32 par rapport à la bielle 49 change de l'angle aigu représenté sur la fièvre 2 à un angle ob- tus lorsque la roue dentée 24 se trouve au fond de son urbite.
Lorsque la roue dentée 24 se déplaoe sur orbite vers le bas, elle entraîna la roue dentée 40 à une vites angulaire qui augmenta
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en raison de l'augmentation du nombre de dents qui engrènent et, lorsque la roue dentée 24 se déplace sur orbite vers le haut, el- le entraine la roue dentée 40 à une vitesse qui diminue. Etant donné que la roue dentée 40 engrène constamment avec la roue den- tée 42, son changement de vitesse angulaire se traduit par un chan- gement constant correspondant de la vitesse angulaire de la roue dentée 42. Lorsque la roue 40 se déplace vers la gauche, elle en- traine la roue dentée 42 à une vitesse de rotation qui augmente à cause du changement du point d'engrènement des dents des deux roues dentées.
La roue dentée 40 tourne à une vitesse angulaire qui augmente ou accélère lorsqu'elle se déplace vers la gauche parce que la roue motrice 24 se déplace vers le bas à ce moment- là : par conséquent, la vitesse angulaire de la roue dentée 42 accélère également à ce moment-là. Parallèlement, lorsque la roue dentée 40 se déplace vers la droite, elle entraîne la roue den- tée 42 à une vitesse de rotation qui diminue.
La rotation de la roue dentée 42 par le train d'engrenage épicycloldal sus-mentionné provoque la rotation de l'arbre infé- rieur 22 auquel la roue dentée 42 est fixée à demeure. Une roue dentée à pignon 48 montée sur l'arbre 22 entraine un pignon engre- né 50, de façon à provoquer la rotation de l'arbre supérieur 18 dans le sens sinistrosum. Grâce à l'agencement de commande épi- cyeloïdal décrit ci-dessus, les arbres 18 et 22 et les matrices 20 et 24 montées sur ces derniers tournent à des vitesses angu- laires changeant constamment.
Les matrices à sertir et à sceller 20 et 24 sont placées sur les arbres 18 et 22, de façon qu'elles tournent à une vitesse mexmum lorsqu'elles sont dans la posi- tion représentée sur la figure 1 directement opposées l'une à l'autre en contact de face à face avec la bande d'emballage ; puis, elles tournent à une vitesse qui diminue, afin que l'ob- jet à emballer puisse passer complètement près de celles-ci avant qu'elles viennent de nouveau en contact avec la bande d'emballage.
Comme on peut le voir sur les figuros 1 et 2, les paliers supérieurs 10 et 12 peuvent se déplacer librement dans le sens vertical et sont sollicitée vers le bas vers les paliers fixes inférieurs 14 et 16 par des ressorts de traction 52 et 53. Ces derniers ont pour effet de maintenir la pression désirée sur les têtes de matrices à soeller 20 et 24, de sorte qu'elles viennent en contact avec la bande d'emballage avec une preseion suffisante
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lorsque celle-ci passe entre elles pour effectuer correctement son scellement et son sertissage entre des objets voisins.
La force de tension exercée par les ressorts 52 et 53 sur les paliers
10 et 12 peut être réglée en faisant tourner des vis de réglage
54 et 55 qui appuient contre la partie supérieure des ressorts de la façon représentée très clairement sur la figure 2. Les vis de réglage 54 et 55 sont logées dans des éléments tubulaires fi- letés 56 et 57 qui peuvent être mis en rotation par un volant 58 (Fig. 1) pour assurer le réglage vertical des paliers 10, 12,14 et 16 sur les bâtis verticaux 6,7, 8 et 9. Dans ce but, il est prévu un ensemble de bâti mobile verticalement constitué par une traverse s'étendant horizontalement 60 et des montants dirigés vers le bas, dont deux sont représentés en 61 et 62 sur la figu- re 2.
La traverse 60 est entaillée dans ses extrémités opposées pour recevoir les bords internes des supports de bâtis verticaux 6, 7, 8 et 9 le long desquels l'ensemble de bâti composé de la traverse 60 et des montants 61 et 62 dirigés vers le bas peut cou- lisser vers le haut et vers le bas. Les tiges de réglage tubulai- res 56 et 57 descendent à travers la traverse 60 et sont vissées à celle-ci. Des pignons 63 et 64 sont montés sur les tiges de ré- glage 56 et 57 pour tourner avec celles-ci, le mouvement de rota- tion étant transmis du pignon 63 au pignon 64 par une chaine 65.
Les paliers 10, 12, 14 et 16 peuvent être fixés de façon amovi- ble aux montants 61, 62 etc., de l'ensemble de bâti par un moyen de fixation (non représenté) pour permettre le réglage vertical des paliers ensemble en tant qu'ensemble formant un bloc unique.
Celui-ci peut être effectué en tournant le volant 58, qui est fixé fermement à l'extrémité supérieure de la tige de réglage 57.
La rotation du volant 58 fait tourner la tige de réglage 57, qui transmet une force de rotation à la tige de réglage 56 au moyen des pignons 63 et 64 et de la chaîne de connexion 65. Lorsque les tiges de réglage 56 et 57 tournent, l'ensemble 60, 61, 62 de réglage des paliers se déplace verticalement par suite du vissa- ge de la traverse 60 sur les tiges filetées 56 et 57. Ainsi, sui- vant le sens de rotation du volant 58, les paliers 10, 12, 14 et 16 sont entraînés vers le haut ou vers le bae le long des supports verticaux 6, 7, 8 et 9 du bâti par l'ensemble de bâti 60, 61, 62.
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Les paliers mobiles supérieurs 10 et 12 peuvent également être réglée vertioalement par rapport aux paliers inférieure 14 et 16 par un agencement à goujon fileta et à éorou de réglage qui apparaît très clairement sur la figure 6. Un goujon 66 relie les paliers 'la et 14 et cet dispose dans des évidements formés dans ces derniers, l'extrémité supérieure du goujon 66 étant fixée au palier 10 pour empêcher la rotation du goujon 66 lorsqu'on fait tourner l'écrou 68. Le goujon 66 peut être déplace verticalement dans un évidement formé dans la partie supérieure du palier in- férieur 14.
En faisant tourner l'éorou 68, soit dans le sens dex- trorsum, soit dans le sens sinietrorsum, le goujon 66 est amené à monter ou à descendre, de façon à faire rapprooher ou écarter le palier mobile 10 du palier fixe inférieur 14. Ce moyen de ré- glace peut être utilisé pour fixer aveo précision l'espacement compris entre les matrices à sertir et à sceller 20 et 24 pour une épaisseur de bande d'emballage particulière.
Lorsque la bande d'emballage contenant les objets mis en tubes passe entre les têtes de matrices à sceller et à couper 20 et 24, les faces opposées de la bande d'emballage 70 sont serties l'une à l'autre et scellées entre des objets emballés voisins par la rotation des têtes à sceller 20 et 24 'en oontaot aveo celles- oi de la façon indiquée sur la figure 3. Ordinairement, il est nécessaire de couper la bande d'emballage 70 entre des objets voisins, de sorte que les extrémités des paquets séparés peuvent alors être repliées et scellées oontre chaque paquet au cours d'une opération ultérieure. Dans le but de réaliser cette opéra- tion de coupe de la bande, l'invention fournit une installation spéciale utilisant un couteau allongé 72.
En se reportant main- tenant aux figures 1, 3 et 4, on constate que le couteau 72 est monté transversalement par rapport au parcours de la bande d'em- ballage 70 et qu'il eot logé dans une fente longue, étroite 74 prévue dans la matrice à sceller supérieure 20. Le couteau 72 est supporté de façon mobile en vue d'exécuter un mouvement de va-et- vient dans la fente 74 et hors de celle-ci par des bielles 76 et 78 qui sont articulées sur les extrémités opposées de la tête de matrice 20 dans un évidement 80.Un ressort hélicoïdal 82 agissant contre un collier 84 d'un manche 86 du couteau sollicite les biel- les de manoeuvre 76 et 78 vers la position de repos représentée sur la figure 1,
dans laquelle elles maintiennent le couteau 72
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4 sa position retirée normale dans la fente ou évidement 74 de 11. tête de matrice 20. Il faut noter que dans sa position de rep@@, le couteau 72 est maintenu entièrement dans la fente ou évidement 74, de sorte que son arête de coupe ne fait pas saillie vers l'extérieur au-dela de la surf ace périphérique de la matri- ce à sceller 20. Cet agencement assure que le couteau 72 ne gène pas le oontaot de pression établi entre les matrices de soelle- ment et de sertissage 20 et 24 et est également important en ce qui concerne la réalisation correcte des opérations d'emballage de la bande décrites ci-après.
Les bielles 76 et 78 manoeuvrant le couteau sont destinées à être articulées, de façon à entrainer ce dernier vers le bas et latéralement hors de la fente 74 à tra- vers et transversalement à la bande d'emballage 70. Une fente oom- plémentaire 88 est formée dans la base supérieure de la matrioe à souller inférieure 24 pour recevoir le couteau 72 lorsqu'il descend à travers la bande d'emballage 70. En plus des bielles 76 et 78, le mécanisme de manoeuvre du couteau 72 comprend un ga- let de contre-came 90 fixé à la bielle 76.
Afin que le couteau 72 puisse être reçu doucement dans la fente 88 formée dans la tête de matrioe inférieure 24 sans gêner le scellement et le sertissa- ge de la bande d'emballage se déplaçant entre les deux têtes de matrices, il est essentiel que le mécanisme de manoeuvre du cou- teau soit actionné lorsque les têtes de matrices 20 et 24 ont tour- né en étant alignées l'une avec l'autre dans un sens vertical di- rect en oontact de pression avec les faces opposées de la bande d'emballage 70. Sur les figures 1 et 3, on a représenté une for- me de moyen de déclenchement préférée pour actionner le mécanisme de manoeuvre du couteau comprenant un élément frappeur fixe 92 fixé à une tige filetée 94. Un écrou bloqué 96 maintient la tige filetée 94 sur une plaque de montage 98 qui est fixée au palier mobile supérieur 10.
Comme il peut être noté très clairement par rapport à la figure 3, l'élément frappeur 92 a une configuration sensiblement ovale présentant des saillies triangulaires, dont la saillie supérieure est destinée à frapper le galet de came 90 lorsque les matrices à sceller 20 et 24 tournent l'une vers l'au- tre. Le sens de rotation des arbres 18'et 22 est indiqué par les flèches de direction sur la figure 3. L'élément frappeur 92 est légèrement décalé par rapport à la position alignée verticalement des têtes de matrices 20 et 24 et est orienté verticalement de
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sorte que sa saillie triangulaire supérieure 93 vient en oontaot avec le galet de came 90 pour aotionner les bielles 76 et 78 ma- noeuvrant le couteau, juste avant que les têtes à sertir et à sceller 20 et 24 soient alignées dane un sens vertical direct.
Pendant le temps que prend le oouteau 72 pour être déplace oom- plètement vers le bas hors de la tente 74, lee têtes à sceller 20 et 24 ont tourné pour être alignées verticalement dans la po- sition représentée sur la figure 3 dans laquelle elles sertissent et scellent la bande d'emballage 70 disposée entre elles. Lorsque le galet de came 90 frappe la saillie 93 de l'élément frappeur 92, il se déplace vers le haut, en faisant ainsi pivoter la bielle 76 vers la position en pointillé représentée sur la figure 1. Lors- que la bielle 76 pivote vers le bas, elle tire le couteau 72 vers le bas et latéralement hors de la fente 74 contre la pression du ressort 82. La sortie du couteau 72 de la fente 74 fait pivoter la bielle 78 vers la position en pointillé verticale représentée sur la figure 1.
La forme triangulaire de la saillie 93 de l'élé- ment frappeur 92 assure que le galet de came 90 ne reste pas à la limite supérieure de son trajet de déplacement et qu'il est mis en rotation vers le bas vers sa position de repos normale lors- qu'il tourne au-dela de l'élément frappeur 92 avec la tête de ma- trice 20. Cette montée et cette descente très rapides du galet de came 90 assurent que le couteau 72 pénètre très rapidement à travers la bande d'emballage 70 avec une course de coupe du type guillotine tranchante, course rapide qui sectionne nettement la bande d'emballage 10 sans gêner l'action de scellement s'exer- çant entre les matrices 20 et 24. Après que le galet de came 90 passe en regard de l'élément frappeur 92, le ressort 82 ramène le couteau 72 vers sa position de repos dans la fente supérieure 74.
La position angulaire de l'élément frappeur 92 est choisie de façon que le couteau 72 soit actionné au moment précis où les matrices à sceller 20 et 24 sont directement à l'opposé l'une de l'autre en contact de scellement avec les faces opposées de la bande 70. Le commencement de la coupe du couteau présente de cet- te façon plusieurs avantages. Tout d'abord, il assure la mise en place du couteau 72 et de la fente réceptrice complémentaire 88 directement à l'opposé l'un de l'autre, de sorte que lorsque le couteau 72 pénètre à travers la bande d'emballage 70, il est re- çu nettement dans la fente 88 de la matrice à sceller inférieure
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24.De môme, la coupe du oouteau 72 est améliorée en le faisant se déplacer à travers la bande 70 au moment où oelle-ci est main- tenue fermement entre les matrices 20 et 24.
De préférence, le oouteau 72 présente une arête inférieure tranchante dentelée qui augmente son action de coupe. De même, le couteau 72 et la fente réceptrice 88 sont orientés sur leurs matrices à sceller respectives 20 et 24, de sorte que lorsque le couteau 72 se déplace vers le bas dans la fente 88, il glisse sur sa paroi postérieure 89 pour accomplir un cisaillement avantageux.
Cette position du couteau 72 par rapport à la fente réceptrice 88 est représentée en particulier sur la figure 3.
Il convient de noter qu'on retire un avantage particulier de monter l'élément 92 de déclenchement du couteau sur le palier mobile supérieur 10. Si l'élément de déclenchement 90 était mon- té sur le support vertical 6 du bâti, ou plus généralement, n'é- tait pas fixé à un des paliers mobiles 10 et 12, la force exercée vers le haut sur le galet 90 par l'élément frappeur 92 pourrait faire monter l'arbre supérieur 18 et ses paliers mobiles 10 et 12 d'une légère distance contre les ressorts de traction 52 et 53, en réduisant ainsi défavorablement la pression de sertissage et de scellement avec laquelle la tête de matrice 20 vient en con- tact avec la tête de matrice inférieure 24 et avec la bande 70 passant entre ces dernières.
Etant donné que l'élément frappeur 92 est monté sur le palier mobile 10, il ne peut pas se produire de mouvement vertical entre ceux-ci lorsque le galet 90 frappe l'élément 92. Ainsi, l'arbre 18 et la tête de matrice supérieure 20 ne sont pas déplacés vers le haut et la pression de scellement désirée des têtes 20 et 24 est maintenue.
Des moyens sont prévus pour effectuer le réglage vertical et horizontal de l'élément frappeur 92, afin de permettre le ré- glage de la profondeur de pénétration du couteau ainsi que le point d'actionnement de ce dernier. Comme il peut être noté par rapport aux figures 1 et 2, la plaque 98 de montage de l'élément frappeur bute contre la face inférieure du palier 10 et y est fixée par des dispositifs de fixation 100. Ces derniers passent à travers des fentes horizontales 102 prévues dans la plaque de montage 98, grâce à quoi cette dernière peut être déplacée laté- ralement pour effectuer le réglage horizontal de l'élément frap- peur 92 en desserrant les dispositifs de fixation 100.
Le réglage
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vertical de 'l'élément frappeur 92 est réalisé en desserrant l'é- crou 96 et en déplaçant la tige de support 94 vers le haut ou vers le baa dans une fente verticale (non représentée) prévue dans la plaque de montage 98 dans laquelle est reçue la tigo 94.
Sur les figures 5,6 et 7, on voit un agencement de manoeu- vre du couteau destiné à réaliser des coupes de multiples tron- çons de paquets au cour3 d'une opération d'emballage en bandes.
Dans une telle opération, des groupes de paquets contenant un certain nombre prédéterminé d'objets emballés tels que 6, 10 ou
12 sont coupés en bandes comprenant une longueur de bande d'em- ballage continue reliant les différents objets emballés les uns auxautres. L'emballage en bandes exige ainsi que le couteau de coupe de bande soit réglé de telle façon qu'il permette à un cer- tain nombre d'objets emballés prédéterminé de passer entre les ma- trices à sertir et à sceller pour assurer le scellement de la bande d'emballage entre des objets voisins sans sectionner la bande.
Le couteau de coupe du type guillotine perfectionné uti- lisant un couteau 72 à mouvement de va-et-vient contenu dans une fente formée dans une des matrices à sceller rotatives convient en particulier parfaitement pour une opération d'emballage en bandes. Etant donné que le couteau 72 est entièrement oontenu dans la fente 74 de la matrice à sceller supérieure 20 et ne fait pas saillie vers l'extérieur au-dela de la surface périphérique
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de la tête a neeller 20, la bande d'emball.tge mobile peut être scellée un grand nombre de fois entre un ii..bre d'objets emballés prédéterminé en faisant tourner les matrjcl-.3 à sceller et à amer- tir 20 et 24 sans sectionner la bande 70 gêner d'une façon quelconque l'opération de scellement tant que le couteau 72 n'est pas déclenché.
Pour commander la manoeuvre du couteau 72 à in- tervalles prédéterminée, la Demanderesse a monté un élément 92 de déclenchement du couteau sur un piston 104 à mouvement de va-
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et-vient d'un vérin pneumatique a double effet 106.
L'elemsnt frappeur 92 a la même configuration que celle représentée sur les f:1JtU'"e8 1 et 3 et est fixé à l '8Zt 81" 8Z't81'D8 du p1fJtOft 104 par un ooude h angle droit 108, afin qu'il puisse pénétrer dans le paroaurs orbital du galet 90 du .08D1- de ..08U,," du 00\1- .teau, Le Vérin pneumatique 106 est aents par des dispositifs de fixation 110 sur une plaque 112 qui est fixsw m 1 sstx'iatli iflfé- rieurs du palier mobile 10 """08 façon ual088 à o0ll* dans la-
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quelle la plaque de montage 98 des figures 1 et 2 est fixée au palier 10.
Des conduites d'air 113 et 114 fixées aux extrémités opposées du cylindre pneumatique 106 sont raccordées à une soupa- pe 116 commandée par un électro-aimant qui commande l'écoulement d'air à partir d'une conduite d'alimentation principale 118 rac- cordée à une source d'air sous pression (non représentée). La soupape 116 est excitée par intermittence pour diriger l'air sous pression, soit dans la conduite 113, soit dans la conduite 114 pour étendre et retirer tour à tour le piston pneumatique 104. La manoeuvre intermittente de la soupape 116 peut être exécutée par un signal émis par divers dispositifs de commande, tele/qu'un comp- teur ou un micro-rupteur sensible au passage d'un nombre d'objets mis en tubes prédéterminé en ragard des matrices à sceller et à sertir 20 et 24.
A titre d'exemple, on a représenté un compteur 120 auquel des lignes conductrices électriques 117 sont connectées à partir de la soupape 116. Le compteur 120 présente un détecteur ou dispositif tâteur classique (non représenté) au moyen duquel il peut signaler le passage d'un nombre d'objets prédéterminé en regard du poste de sertissage et de scellement. Ainsi, le comp- teur 120 est placé pour compléter un circuit électrique avec la
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soupape 116 après/lê nombre désiré, tel que 6, 8 ou 10 d'objets emballés est passé entre les têtes de matrioes 20 et 24. Dans sa position désexcitée, la soupape 116 dirige l'air sous pression dans la conduite 114 de façon à maintenir le piston 104 dans sa position de retrait.
Lorsque le piston 104 est dans sa position de retrait, l'élément frappeur 92 est maintenu dans une position dans laquelle il est retiré du parcours rotatif du galet 90 de manoeuvre du oouteau. Les matrices à sceller 20 et 24 passent par un nombre de tours prédéterminé pour effectuer le sertissa- ge et le scellement de la bande d'emballage 70 entre des objets mis en tubes et étant donné que le galet 90 n'est pas au contact de l'élément trappeur 92, le couteau 72 n'est pas actionne. Ainsi,
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la t,1n48 el' ell'baJ.leC8 70 n'est pas 88ot1onn'e et une bande d'ob jeta e.&l1.'8 reliée par une longueur de bande d'axballffl ronti. nue . ,ease 1 tracera le poste de scellement et de sortiomp. B- .4.
go t 4mad que le couteau 72 cet ooap1'te8int P.ùM4 dan8 la ten- % 74 de la tête de matrice supérieure 20 par le ressort 82 et ,1 a ne fait pas sullie va--a l'extérieur Modela de la omttes ,,j,Jbéi41l8 48 la ertrioe à 80811- 20, il ail frappe, n'éoeeon
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ou sectionne la bande d'emballage 70 ou ne gêne d'une façon quel- conque le scellement de la bande d'emballage 70 un nombre de foia préalablement choisi en faisant tourner les matrices 20 et 24. Le passage du nombre d'objets emballés désiré en regard des têtes de matrices 20 et 24 est signalé par le compteur 120 pour exécuter la manoeuvre de la soupape 116.
Lorsque la soupape à trois voies 116 est excitée, elle interrompt l'écoulement d'air dans la con- duite 114 et dirige l'air sous pression de la conduite d'alimen- tation 118 dans la conduite 113, de façon à déployer le piston pneumatique 104 vers la position représentée sur la figure 6.
Lorsqu'il est complètement déployé, le piston 104 maintient l'é- lément frappeur 92 en position de contact avec'le galet tournant 90. Lorsque le galet 90 vient en contact avec l'élément frappeur 92, il est poussé vers le haut, de façon que la bielle 76 pivote pour tirer le couteau 72 vers le bas et latéralement dans un mou- vement de coupe analogue à celui d'une guillotine à travers la bande d'emballage 70 de la façon décrite ci-dessus par rapport aux figures 1 à 4. Sur la figure 5, le galet 90 est représenté dans sa position déplacée vers le haut dans laquelle il a fait pivoter la bielle @ vers le bas et il a ainsi achevé le aouve- ment de coupe descendant du couteau 72.
Ce dernier est représen- té au fond de sa course de coupe en contact avec la fente récep- trice 88 de la tête de matrice inférieure 24 des figures 5 et 7.
Après que le couteau 72 a sectionné la bande d'emballage 70, la soupape 116 se désexcite automatiquement, de façon que le cylin- dre pneumatique 106 retire le piston 104 et déplace l'élément frappeur 92 vers sa position de repos. Le cycle d'emballage en bandes est alors répété avec un autre groupe d'objets emballés passant entre les têtes de matrices 20 et 24 pour sceller la ban- de d'emballage 70 avant que le piston pneumatique 104 soit de nou- veau actionné pour mettre en place l'élément frappeur 92 afin de déclencher le couteau 72 et sectionner de nouveau la bande 70.
Sur les figures 8 et 9, on voit une variante de moyen de. déclenchement du couteau comprenant un élément 120 de maintien de came et une came de déclenchement 122. @'élément de maintien 120 est fixé à l'arbre rotatif inférieur 227 en vue d'exécuter un mou- ...ment de rotation avec ce dernier et la came 122 tourna ainsi avec l'arbre 22 et la tête de matrice inférieure 24. Comme on peut le voir en se référant aux figures 8 et 9, la came 122 frap-$$$$
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pe périodiquement le galet ou galet de came 90 lorsque l'élément de maintien 120 tourne avec l'arbre 22, de façon à déplacer le galet de came 90 vers le haut et à faire pivoter la bielle 76 vers la position en pointillé représentée sur la figure 8.
Lors- que la bielle 76 pivote vers le bas, elle tire le couteau 72 la- téralement en travers de la bande 70 ainsi que vers le bas à tra- vers cette dernière de la façon décrite ci-dessus par rapport à l'installation de manoeuvre des f igures 1 à 4. Lorsque le couteau 72 sectionne la bande d'emballage 70, il pénètre dans la fente réceptrice 88 de la matrice à sceller inférieure 24. La position angulaire de la came 122 sur le dispositif 120 de maintien de la came est choisie de façon que la came 122 frappe le galet de came 90 et actionne le couteau 72 pour sectionner la bande 70 au moment précis où les matrices à sceller 20 et 24 sont directement à l'op- posé l'une de l'autre en contact de scellement avec les faces op- posées de la bande 70.
Etant donné que la came 122 vient en con- tact avec le galet ou galet de came 90 lorsque les matrices à sceller 20 et 24 atteignent leur vitesse de rotation maximum pour venir en contact de scellement avec la bande mobile 70, la came 122 tourne également à une vitesse angulaire relativement élevée, de façon à provoquer la coupe et le retrait ultérieur très rapi- des du couteau 72. Ainsi, l'installation de déclenchement du ty- pe à came rotative des figures 8 et 9, tel que l'élément frappeur fixe 92 des figures 1 à 4, fournit un sectionnement net, rapide de la bande d'emballage 70 sans gêner le scellement des matricep 20 et 24.
Les personnes expérimentées dans la technique des machine ? à emballer se rendent compte aisément que la coupe pénétrante @@@- logue à une guillotine du couteau 72 représente une amélioration marquée par rapport aux matrices de coupe rotatives du type sous pression disponibles jusqu'ici.
Non seulement, le couteau de cou- pe à guillotine 72 exerce une meilleure action de coupe, mais@ga- lement, il assure une amélioration du scellement de la bande d'em- ballage en supprimant les matrices de coupe faisant saillie vers L'extérieur qui ont tendance à maintenir les matrice% µ sceller et à sertir séparées. Egalement, le couteau 72 est relativemetn simple et économique à remplaoer et son réglage dane la matrice sceller supérieure 20 n'est pas difficile à effectuer une fris pour toutes. La profondeur de pénétration du couteau à travers la
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bonde d'emballage est réglée avec précision en réglant correcte- ment l'élément de déclenchement 92 ou 122.
Les matrices de coupe rotatives du type à enclume représenté dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n 2 546 721 exigent un réglage constant à cause de l'usure provoquée par la matrice couteau frappant la matrice enclume associée. Lrosque les matrices de coupe retatives du.type à enclume sont réglées vers l'extérieur pour compenser l'usure, elles gênent de plus en plus le scellement sous pression simultané des ma- trices à sceller rotatives auxquelles elles sont fixées.
On notera que le train d'engrenage utilisé peur faire tour- ner les arbres 18 et 22 peut être utilisé pour actionner le cou- teau 72 par l'intermédiaire d'un mécanisme quelconque autre que la came de déclenchement rotative 122. La principale considéra- tion réside dans le fait que la course de coupe du couteau 72 est coordonnée à la position angulaire des matrices à sceller rotati- ves 20 et 24, de sorte que le sectionnement de la bande 70 se pro- duit lorsque les matrice;: à sceller sont dans la position d'ali- gnement correcte l'une avec l'autre, afin que le couteau 72 puis- ee pénétrer nettement dans la fente réceptrice 88 de la tête de matrice 24. Suivant la présente invention, la façon particulière utilisée pour sceller les faces opposées de la bande d'emballage 70 l'une à l'autre entre des objets mis en tubes voisins n'a pas une importance notable.
Une matière adhésive peut être utilisée pour sceller la bande d'emballage lorsqu'elle est pressée entre les faces des matrices à sceller 20 et 24 disposées à l'opposé, ou un procédé de scellement thermique connu peut être utilisé.
Les faces des matrices venant en contact avec la bande d'embal- lage peuvent être moletées ou rendues rugueuses de façon à leur permettre de la sertir en même temps qu'elle est scellée. Toute- fois, dans les buts de la prégente invention, il est peu impor- tant que la bande d'emballage soit sertie ainsi que sceller.
Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à ti- tre préférentiel indicatif, mais nullement limitatif, et que !,on pourra intrcduire Toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre .
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"Packing machine"
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@ The present invention relates to a packaging machine ...
@ type are crumbed packing machines of / in which objects to be packaged / tubes in a certain length / continuous, mobile packaging material commonly use rotating sealing and cutting dies which serve to seal and actuate the material packing between neighboring objects. The use of rotating cutting dies which protrude radially outward from the crimp and seal dies as described in US Pat. No. 2,516,721 is undesirable in that the dies The protruding cutting edges necessarily interfere with the approximately simultaneous sealing of the ends of the packaging material between the associated sealing dies.
As the protruding cutting dies rotate in contact with each other, they tend to keep the sealing dies separate. thus reducing the pressure contact of the sealing dies necessary to ensure the correct sealing of the packaging tape.
Likewise, the fixed mounting of the cope dies on the opposing sealing dies effectively prevents the use of these combined sealing and cutting dies in so-called "barid packing" operations in which several predetermined packaged objects must be used. be connected to each other by the wrapping strip into a single strip. When the cutting dies are attached to the ends of the sealing dies, there is no way that the cutting operation can be selectively adjusted, so that a predetermined number of packaged objects can pass between. dies to be sealed before the strip is severed.
The cutting knife plant of the present invention has been designed to eliminate the above difficulties associated with prior art packaging machines.
Taking into account the foregoing difficulties associated with prior art packaging machines, the invention provides a novel machine which is characterized in particular by a guillotine type cutting knife which exerts a rapid cut and which does not depend. pressure for its operation. Preferably, the cutting knife is housed in a recess provided in one of the rotating sealing dies and can be moved therefrom into a complementary opening or slot formed in the other sealing die to effect.
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kill the severing of the packing tape.
Preferably, the knife is in the form of an elongated sharp blade which is moved through the packaging material in a guillotine-like sectioning motion by an operating mechanism when the crimping dies. and to be sealed are in a predetermined Alignment Position in contact with the packaging tape.
An advantageous feature of the present invention lies in mounting the cutting knife in a closed recess in one of the dies to be sealed so that the cutting edge of the knife does not normally protrude outwardly beyond it. of the peripheral surface of the matrix to be sealed. There is thus no outwardly projecting cutting element which interferes with pressure contact between the associated sealing dies. This is especially important in a "strip packaging" operation in which the packaging strip has to be crimped and sealed several times between neighboring objects without severing the packaging strip.
To actuate the knife operating mechanism, the Applicant uses a striking or triggering element which may take the form of a cam mounted to rotate on one of the shafts of the dies to be sealed, but which preferably consists of an element. fixed mounted on one of the bearings loaded by springs in which the shaft supporting the die to be sealed which holds the knife is journalled.
The present invention is further characterized preferably by an embodiment in which the trigger element of the operating mechanism of the knife can be moved into and out of its operating position by a control device. which moves the trigger member to a position to actuate the knife in response to the passage of a predetermined number of wrapped objects between the sealing dies to facilitate a "strip wrapping" operation.
Other advantages and characteristics will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawings and giving, by way of explanation, but in no way limiting, several embodiments in accordance with the invention.
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On these drawings,
Figure 1 is a front elevational view of a preferred embodiment of the packaging machine of the present invention.
Figure 2 is a side elevational view of the machine of Figure 1.
Figure 3 is a vertical sectional view along 3-3 of Figure 1.
Figure 4 is a partial doubt view along 4-4 of Figure 1.
Figure 5 is a partial rear elevational view of a variation of the cutting mechanism of the present invention taken from 5-5 of Figure 6.
Figure 6 is a vertical sectional view along 6-6 of Figure 5.
Figure 7 is a vertical sectional view along 7-7 of Figure 5.
Figure 8 is a partial front elevational view of a variant, and
Figure 9 is a vertical sectional view along 9-9 of Figure 8.
A packaging machine according to the present invention normally comprises a conveyor for propelling a web of continuous wrapping or wrapping material over a forming die so as to form the web into an elongated tube in which objects introduced by a separate carrier are enclosed with appropriate spacing. These preliminary steps have not been described, since they do not form part of the present invention. The wrapping tape having the articles to be wrapped in tubes, such as candy bars, is then transported to a sealing and cutting station in which the ends of the wrapping material disposed between neighboring objects are sealed to each other and cut.
A seal die assembly incorporating the improved cutting device of the present invention is generally indicated by reference numeral 1 in Figures 1 and 2. This assembly is supported by uprights 2 and 3 by which horizontal beams 4 and 5 are supported. Buildings 6, 7, 8 and 9 (not shown) extending upwards from the beams
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5 and 5 and transverse bearings 10, 12, 14 and 16 extend between them. An upper shaft 18, which twists between the bearings 10 and ¯12, supports a first crimp and seal die 20. An associated crimp and seal die 24 is attached to a lower rotary shaft 22 supported between the bearings. 14 and 16.
Rotary motion is imparted to shaft 22 by means of an epicyclic gear train having a main eccentric drive gear 24 which is permanently attached to a shaft end 26. A hub 28 establishes a hub. mechanical connection between a main energy input shaft 30 and the shaft end 26, such that the latter and the energy input or drive toothed wheel 24 are arranged eccentrically with respect to the ar- The rotary energy input breeder 30, thereby moving the eccentric gear 24 into an orbit as the shaft 30 rotates.
A connecting rod 32 is journaled by means of a collar 33 on a bearing 34 fixed to the end of the shaft 26. The other end of the connecting rod 32 is journaled on a movable shaft end 36 by means of a bearing 38. A second toothed wheel 40 having its teeth meshed with the teeth of the eccentric toothed wheel 24 journals on a movable shaft end 36. The teeth of the toothed wheel 40 are also in drive engagement with the teeth of a toothed wheel 42 which is supported to perform a rotational movement at a shaft end 44. On a bearing 46 mounted on a shaft 44 is articulated a? second connecting rod 49 which is connected by its outer or lower end to the bearing 38 mounted on the shaft 36.
As the drive gear wheel 24 moves in an orbit in the dextrorsal direction indicated by the arrow in Fig. 2, the number of teeth meshing with the teeth of the gear wheel 40, the point of engagement constantly changes and, therefore, the angular speed at which the toothed wheel 40 is driven by the toothed wheel 24 varies with each revolution of the latter. Likewise, the connecting rod 32 oscillates the toothed wheel 40 in a reciprocating motion as the toothed wheel 24 moves in orbit and the angular position of the connecting rod 32 relative to the connecting rod 49 changes. acute angle shown on fever 2 at an obstructed angle when cogwheel 24 is at the bottom of its urbite.
As cogwheel 24 moved in downward orbit, it drove cogwheel 40 at an angular rate which increased.
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due to the increase in the number of teeth which mesh and, as the toothed wheel 24 orbiting upwards, it drives the toothed wheel 40 at a decreasing speed. Since toothed wheel 40 constantly meshes with toothed wheel 42, its change in angular speed results in a corresponding constant change in angular speed of toothed wheel 42. As wheel 40 moves to the left , it drives the toothed wheel 42 at a speed of rotation which increases due to the change in the point of engagement of the teeth of the two toothed wheels.
The toothed wheel 40 rotates at an angular speed which increases or accelerates as it moves to the left because the driving wheel 24 is moving downward at that time: therefore, the angular speed of the toothed wheel 42 accelerates. also at that time. At the same time, when the toothed wheel 40 moves to the right, it drives the toothed wheel 42 at a decreasing rotational speed.
The rotation of the toothed wheel 42 by the above-mentioned epicyclic gear train causes the rotation of the lower shaft 22 to which the toothed wheel 42 is permanently attached. A pinion toothed wheel 48 mounted on the shaft 22 drives a geared pinion 50, so as to cause the upper shaft 18 to rotate in the sinistrosum direction. By virtue of the epiceloidal drive arrangement described above, the shafts 18 and 22 and the dies 20 and 24 mounted thereon rotate at constantly changing angular speeds.
The crimping and sealing dies 20 and 24 are placed on the shafts 18 and 22 so that they rotate at a mexmum speed when they are in the position shown in figure 1 directly opposite to each other. the other in face to face contact with the packaging tape; then, they rotate at a decreasing speed, so that the object to be wrapped can pass completely close to them before they again come into contact with the wrapping tape.
As can be seen in figures 1 and 2, the upper bearings 10 and 12 can move freely in the vertical direction and are biased downwards towards the lower fixed bearings 14 and 16 by tension springs 52 and 53. These these have the effect of maintaining the desired pressure on the sealing die heads 20 and 24, so that they come into contact with the packaging tape with sufficient pressure
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when it passes between them to properly seal and crimp between neighboring objects.
The tensile force exerted by the springs 52 and 53 on the bearings
10 and 12 can be adjusted by turning adjusting screws
54 and 55 which press against the upper part of the springs as shown very clearly in figure 2. The adjustment screws 54 and 55 are housed in threaded tubular elements 56 and 57 which can be rotated by a handwheel. 58 (Fig. 1) to ensure the vertical adjustment of the bearings 10, 12, 14 and 16 on the vertical frames 6, 7, 8 and 9. For this purpose, a set of vertically movable frames is provided consisting of a cross member s 'horizontally extending 60 and downwardly directed posts, two of which are shown at 61 and 62 in FIG. 2.
The cross member 60 is notched at its opposite ends to receive the inner edges of the vertical frame supports 6, 7, 8 and 9 along which the frame assembly consisting of the cross member 60 and the downwardly directed posts 61 and 62 can slide up and down. The tubular adjustment rods 56 and 57 descend through the cross member 60 and are screwed thereto. Pinions 63 and 64 are mounted on adjustment rods 56 and 57 to rotate therewith, the rotational motion being transmitted from pinion 63 to pinion 64 by a chain 65.
The bearings 10, 12, 14 and 16 may be removably attached to the uprights 61, 62 etc., of the frame assembly by attachment means (not shown) to allow vertical adjustment of the bearings together as one. that together forming a single block.
This can be done by turning the handwheel 58, which is firmly attached to the upper end of the adjustment rod 57.
Rotation of the flywheel 58 rotates the adjustment rod 57, which transmits a rotational force to the adjustment rod 56 by means of the pinions 63 and 64 and the connecting chain 65. As the adjustment rods 56 and 57 rotate, the assembly 60, 61, 62 for adjusting the bearings moves vertically as a result of the screwing of the cross member 60 on the threaded rods 56 and 57. Thus, following the direction of rotation of the handwheel 58, the bearings 10, 12, 14 and 16 are driven up or down along the vertical supports 6, 7, 8 and 9 of the frame by the frame assembly 60, 61, 62.
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The upper movable bearings 10 and 12 can also be adjusted vertically with respect to the lower bearings 14 and 16 by a threaded stud and adjusting bolt arrangement which appears very clearly in Figure 6. A stud 66 connects the bearings 1a and 14. and this is disposed in recesses formed therein, the upper end of the stud 66 being secured to the bearing 10 to prevent rotation of the stud 66 when rotating the nut 68. The stud 66 can be moved vertically in a recess. formed in the upper part of the lower bearing 14.
By rotating the eorou 68, either in the dextrorsum direction or in the sinietrorsum direction, the pin 66 is caused to go up or down, so as to bring the movable bearing 10 closer or apart from the lower fixed bearing 14. This re-ice means can be used to precisely set the spacing between the crimp and seal dies 20 and 24 for a particular thickness of packaging tape.
As the wrapping tape containing the tubed articles passes between the sealing and cutting die heads 20 and 24, the opposing faces of the wrapping tape 70 are crimped together and sealed between neighboring wrapped articles by the rotation of the sealing heads 20 and 24 'together with them as shown in Fig. 3. Usually, it is necessary to cut the wrapping tape 70 between neighboring articles, so that the ends of the separate bundles can then be folded over and sealed against each bundle in a subsequent operation. In order to accomplish this strip cutting operation, the invention provides a special installation using an elongated knife 72.
Referring now to Figures 1, 3 and 4, it can be seen that the knife 72 is mounted transversely to the path of the wrapping strip 70 and that it is housed in a long, narrow slot 74 provided. in the upper sealing die 20. The knife 72 is movably supported for reciprocating in and out of the slot 74 by connecting rods 76 and 78 which are hinged on the slits. opposite ends of the die head 20 in a recess 80. A coil spring 82 acting against a collar 84 of a handle 86 of the knife urges the operating links 76 and 78 towards the rest position shown in Fig. 1,
in which they hold the knife 72
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4 its normal withdrawn position in the slot or recess 74 of 11. die head 20. Note that in its position of rep @@, the knife 72 is held entirely in the slot or recess 74, so that its cutting edge The cut does not protrude outward beyond the peripheral surface of the sealing die 20. This arrangement ensures that the knife 72 does not interfere with the pressure contact established between the sealing and sealing dies. crimping 20 and 24 and is also important for the correct performance of the tape wrapping operations described below.
The connecting rods 76 and 78 operating the knife are intended to be articulated, so as to drive the latter downwards and laterally out of the slot 74 through and transversely to the wrapping strip 70. An additional slot 88 is formed in the upper base of the lower lifting die 24 to receive the knife 72 as it descends through the wrapping strip 70. In addition to the connecting rods 76 and 78, the operating mechanism of the knife 72 includes a channel. cam follower let 90 fixed to connecting rod 76.
In order that the knife 72 can be received smoothly in the slot 88 formed in the lower die head 24 without interfering with the sealing and crimping of the wrapping tape moving between the two die heads, it is essential that the knife operating mechanism is actuated when die heads 20 and 24 have rotated aligned with each other in a direct vertical direction in pressure contact with opposite faces of the web. package 70. In Figures 1 and 3, there is shown a preferred form of trigger means for actuating the operating mechanism of the knife comprising a stationary striking member 92 attached to a threaded rod 94. A locked nut 96 holds the knife. threaded rod 94 on a mounting plate 98 which is attached to the upper movable bearing 10.
As can be seen very clearly from Figure 3, the striking element 92 has a substantially oval configuration with triangular protrusions, the upper protrusion of which is intended to strike the cam follower 90 when the sealing dies 20 and 24 turn towards one another. The direction of rotation of shafts 18 'and 22 is indicated by the direction arrows in Figure 3. The striker 92 is slightly offset from the vertically aligned position of the die heads 20 and 24 and is oriented vertically.
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so that its upper triangular protrusion 93 comes into contact with the cam follower 90 to actuate the connecting rods 76 and 78 operating the knife, just before the crimping and sealing heads 20 and 24 are aligned in a straight vertical direction.
During the time it takes for cutter 72 to be fully moved down out of tent 74, sealing heads 20 and 24 have rotated to be vertically aligned in the position shown in Figure 3 in which they crimp. and seal the wrapping strip 70 disposed therebetween. When the cam follower 90 hits the protrusion 93 of the striking member 92, it moves upward, thereby pivoting the connecting rod 76 to the dotted position shown in Figure 1. As the connecting rod 76 pivots towards down, it pulls knife 72 down and sideways out of slot 74 against the pressure of spring 82. Exiting knife 72 from slot 74 rotates connecting rod 78 to the vertical dotted position shown in Figure 1 .
The triangular shape of the protrusion 93 of the striking member 92 ensures that the cam follower 90 does not remain at the upper limit of its travel path and that it is rotated downward to its rest position. normal as it rotates past striking element 92 with die head 20. This very rapid rise and fall of cam follower 90 ensures that knife 72 penetrates very quickly through strip d. wrapper 70 with a sharp guillotine-type cutting stroke, a rapid stroke which cuts the wrapping web 10 sharply without interfering with the sealing action between dies 20 and 24. After the cam follower 90 passes opposite the striking element 92, the spring 82 returns the knife 72 to its rest position in the upper slot 74.
The angular position of the striking element 92 is chosen so that the knife 72 is actuated at the precise moment when the sealing dies 20 and 24 are directly opposite each other in sealing contact with the faces. opposites of the web 70. In this way, the knife cut has several advantages. First, it ensures that the knife 72 and the complementary receiving slot 88 are placed directly opposite each other, so that when the knife 72 enters through the wrapping strip 70 , it is received neatly in slot 88 of the lower sealing die
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24. Likewise, the cut of the cutter 72 is improved by causing it to move through the web 70 as it is held firmly between the dies 20 and 24.
Preferably, the cutter 72 has a serrated lower cutting edge which increases its cutting action. Likewise, the knife 72 and the receiving slot 88 are oriented on their respective sealing dies 20 and 24, so that as the knife 72 moves down into the slot 88, it slides over its rear wall 89 to accomplish a advantageous shear.
This position of the knife 72 relative to the receiving slot 88 is shown in particular in Figure 3.
It should be noted that a particular advantage is obtained from mounting the trigger element 92 of the knife on the upper movable bearing 10. If the trigger element 90 was mounted on the vertical support 6 of the frame, or more generally , was not attached to one of the movable bearings 10 and 12, the force exerted upwards on the roller 90 by the striking element 92 could cause the upper shaft 18 and its movable bearings 10 and 12 to rise. a slight distance against the tension springs 52 and 53, thereby adversely reducing the crimping and sealing pressure with which the die head 20 comes into contact with the lower die head 24 and with the strip 70 passing between these last.
Since the striking element 92 is mounted on the movable bearing 10, there can be no vertical movement between them when the roller 90 strikes the element 92. Thus, the shaft 18 and the die head upper 20 are not moved upward and the desired sealing pressure of heads 20 and 24 is maintained.
Means are provided for carrying out the vertical and horizontal adjustment of the striking element 92, in order to allow the adjustment of the depth of penetration of the knife as well as the point of actuation of the latter. As can be seen from Figures 1 and 2, the striker mounting plate 98 abuts against the underside of the bearing 10 and is secured thereto by fasteners 100. These pass through horizontal slots. 102 provided in the mounting plate 98 whereby the latter can be moved laterally to effect the horizontal adjustment of the punch member 92 by loosening the fasteners 100.
Adjustment
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vertical striker 92 is achieved by loosening nut 96 and moving support rod 94 up or down in a vertical slot (not shown) provided in mounting plate 98 in which is received the tigo 94.
In Figures 5, 6 and 7, a knife operating arrangement is shown for making cuts of multiple sections of packages during a strip wrapping operation.
In such an operation, groups of packages containing a predetermined number of packaged objects such as 6, 10 or
12 are cut into strips comprising a length of continuous packing strip connecting the different packaged articles to each other. Strip wrapping thus requires that the strip cutting knife be set in such a way that it will allow a certain number of predetermined wrapped objects to pass between the crimping and sealing dies to ensure the seal. of the wrapping tape between neighboring objects without severing the tape.
The improved guillotine-type cutting knife using a reciprocating knife 72 contained in a slot formed in one of the rotating sealing dies is particularly suitable for a strip wrapping operation. Since the knife 72 is fully contained in the slot 74 of the upper sealing die 20 and does not protrude outward beyond the peripheral surface
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of the neeller head 20, the movable packing strip can be sealed a large number of times between a predetermined number of packaged objects by rotating the sealing and basting matrjcl-.3. and 24 without severing the strip 70 in any way hampering the sealing operation as long as the knife 72 is not triggered.
To control the operation of the knife 72 at predetermined intervals, the Applicant has mounted an element 92 for triggering the knife on a piston 104 with reciprocating movement.
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back and forth of a double-acting pneumatic cylinder 106.
The batting element 92 has the same configuration as that shown on the f: 1JtU '"e8 1 and 3 and is attached to the 8Zt 81" 8Z't81'D8 of the p1fJtOft 104 by a right angle h ooude 108, so that 'it can penetrate into the orbital paroaurs of the roller 90 of the .08D1- de ..08U ,, "of the 00 \ 1- .teau, The pneumatic cylinder 106 is aents by fixing devices 110 on a plate 112 which is fixedsw m 1 sstx'iatli iflf- several of the movable bearing 10 "" "08 way ual088 to o0ll * in the-
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which the mounting plate 98 of Figures 1 and 2 is attached to the bearing 10.
Air lines 113 and 114 attached to opposite ends of pneumatic cylinder 106 are connected to a valve 116 controlled by a solenoid which controls the flow of air from a main supply line 118 rac. - corded to a source of pressurized air (not shown). Valve 116 is intermittently energized to direct pressurized air either through line 113 or through line 114 to alternately extend and withdraw pneumatic piston 104. Intermittent operation of valve 116 may be performed by one. signal emitted by various control devices, such as a counter or a microswitch sensitive to the passage of a number of objects placed in predetermined tubes in front of the sealing and crimping dies 20 and 24.
By way of example, there is shown a counter 120 to which electric conductive lines 117 are connected from the valve 116. The counter 120 has a conventional detector or feeler device (not shown) by means of which it can signal the passage of 'a predetermined number of objects facing the crimping and sealing station. Thus, the counter 120 is placed to complete an electrical circuit with the
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valve 116 after the desired number, such as 6, 8 or 10 of packaged objects has passed between the heads of material 20 and 24. In its de-energized position, the valve 116 directs the pressurized air into the line 114 so to maintain the piston 104 in its retracted position.
When the piston 104 is in its withdrawn position, the striking element 92 is maintained in a position in which it is withdrawn from the rotary path of the operating roller 90 of the cutter. The sealing dies 20 and 24 go through a predetermined number of turns to effect the crimping and sealing of the wrapping strip 70 between objects placed in tubes and since the roller 90 is not in contact with it. the trapping element 92, the knife 72 is not activated. So,
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the t, 1n48 el 'ell'baJ.leC8 70 is not 88ot1onn'e and a strip of ob j e. & l1.'8 connected by a length of strip of axballffl ronti. naked. , ease 1 will trace the sealing and comp removal station. B- .4.
go t 4mad that the knife 72 this ooap1'te8int P.ùM4 dan8 the tension-% 74 of the upper die head 20 by the spring 82 and, 1 a does not sullie goes - outside Modela de la omttes ,, j, Jbéi41l8 48 la ertrioe to 80811- 20, he hits garlic, n'éoeeon
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or cuts the packaging strip 70 or in any way interferes with the sealing of the packaging strip 70 a number of foia previously chosen by rotating the dies 20 and 24. The passage of the number of packaged objects desired opposite the die heads 20 and 24 is signaled by the counter 120 to perform the operation of the valve 116.
When the three-way valve 116 is energized, it interrupts the flow of air in the line 114 and directs the pressurized air from the supply line 118 into the line 113, so as to deploy the pressure. pneumatic piston 104 to the position shown in Figure 6.
When fully extended, piston 104 maintains striker 92 in contact with rotating roller 90. When roller 90 contacts striker 92, it is pushed upward. so that the connecting rod 76 pivots to pull the knife 72 downwardly and laterally in a guillotine-like cutting motion through the wrapping strip 70 as described above with respect to the figures 1 to 4. In Fig. 5, the roller 90 is shown in its upwardly displaced position in which it has pivoted the connecting rod @ downward and thus has completed the downward cutting action of the knife 72.
The latter is shown at the bottom of its cutting stroke in contact with the receiving slot 88 of the lower die head 24 of Figures 5 and 7.
After knife 72 has severed wrapping tape 70, valve 116 automatically de-energizes so that pneumatic cylinder 106 withdraws piston 104 and moves striker 92 to its home position. The band wrapping cycle is then repeated with another group of wrapped objects passing between die heads 20 and 24 to seal wrapping band 70 before pneumatic piston 104 is actuated again to seal. set up the striking element 92 in order to trigger the knife 72 and cut the strip 70 again.
In Figures 8 and 9, we see a variant of means. trigger of the knife comprising a cam retainer 120 and a trigger cam 122. The retainer 120 is attached to the lower rotary shaft 227 for performing a rotational movement therewith and cam 122 thus rotated with shaft 22 and lower die head 24. As can be seen by referring to Figures 8 and 9, cam 122 frap - $$$$
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pe periodically the roller or cam roller 90 when the retaining element 120 rotates with the shaft 22, so as to move the cam roller 90 upwards and to pivot the connecting rod 76 towards the dotted position shown in the figure. figure 8.
As the connecting rod 76 swings down, it pulls the knife 72 laterally across the strip 70 as well as down through the strip 70 as described above with respect to the installation of the strip. operation of Figures 1 to 4. When the knife 72 cuts the packaging strip 70, it enters the receiving slot 88 of the lower sealing die 24. The angular position of the cam 122 on the device 120 for holding the cam is chosen so that cam 122 hits cam follower 90 and actuates knife 72 to sever web 70 at the exact moment when sealing dies 20 and 24 are directly opposite one of the the other in sealing contact with the opposite faces of the strip 70.
Since the cam 122 comes into contact with the roller or cam follower 90 when the sealing dies 20 and 24 reach their maximum rotational speed to come into sealing contact with the moving band 70, the cam 122 also rotates. at a relatively high angular velocity, so as to cause the very rapid cutting and subsequent withdrawal of the knife 72. Thus, the triggering device of the rotary cam type of Figures 8 and 9, such as the element stationary batter 92 of Figures 1 through 4, provides a clean, rapid severing of the wrapping strip 70 without interfering with the sealing of the dies 20 and 24.
People with experience in machine technology? to be wrapped readily realize that the guillotine penetrating cut of knife 72 represents a marked improvement over the pressure type rotary cutting dies available heretofore.
The guillotine cutting knife 72 not only exerts a better cutting action, but also improves the sealing of the packing strip by eliminating the cutting dies protruding towards the end. which tend to keep the% µ seal and crimp dies separate. Also, the knife 72 is relatively simple and inexpensive to replace and its adjustment in the upper sealing die 20 is not difficult to carry out a frieze for all. The depth of penetration of the knife through the
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Wrapping plug is fine-tuned by properly setting the trigger 92 or 122.
The anvil type rotary cutting dies shown in US Pat. No. 2,546,721 require constant adjustment due to wear caused by the knife die striking the associated anvil die. As retative anvil type cutting dies are adjusted outward to compensate for wear, they increasingly interfere with the simultaneous pressure sealing of the rotating sealing dies to which they are attached.
Note that the gear train used to rotate shafts 18 and 22 can be used to operate knife 72 through any mechanism other than rotary trigger cam 122. The main consideration is This resides in the fact that the cutting stroke of the knife 72 is coordinated with the angular position of the rotary sealing dies 20 and 24, so that the cutting of the strip 70 occurs when the dies ;: to seal are in the correct alignment position with each other, so that the knife 72 can neatly enter the receiving slot 88 of the die head 24. In accordance with the present invention, the particular manner used to seal the opposite sides of the wrapping tape 70 to each other between neighboring tubed objects is not of significant importance.
Adhesive material can be used to seal the packaging tape when it is pressed between the faces of the sealing dies 20 and 24 disposed opposite, or a known thermal sealing method can be used.
The faces of the dies contacting the packaging strip may be knurled or roughened so as to allow them to be crimped at the same time as it is sealed. However, for the purposes of the present invention, it is of little importance that the wrapping tape is crimped as well as sealed.
It goes without saying that the invention has been described above on an indicative preferential basis, but in no way limiting, and that! Any equivalence can be included in its constituent elements without departing from its scope.