Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Süsswaren in Schachteln
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Verpacken von Seite an Seite liegenden Süsswarengegenständen, insbesondere Pralinen, in Schachteln, bei dem die Schachteln mit ihrer offenen Seite nach oben weisend aufeinanderfolgend unter eine Einsetzvorrichtung bewegt werden, wo ein Gegenstand in die Schachtel eingelegt wird.
Es ist bereits bekannt, mit Gegenständen zu füllende Schachteln unter einen Mechanismus zu fördern, durch den die Gegenstände in die Schachtel eingesetzt werden. Solche Vorrichtungen hat man schon zum Verpacken von Gittern für Radioröhren, eingewickelte Schokolade und Flaschen verwendet.
Bei allen diesen Vorrichtungen werden die Gegenstände in voneinander getrennte Abteilungen der Schachteln eingesetzt. Weiter ist es bekannt, die Gegenstände, nämlich Flaschen, in ihre gesonderte Schachtelabteilungen zu leiten, indem die Flaschen zwischen federnden Fingern hindurchlaufen, die die Flaschen mit den Köpfen auf ihre entsprechenden Abteilungen ausrichten. Es ist weiter bekannt, Ausschnitte aus Zwiebackteig aufeinander in Dosen zu packen und weiter bekannt, eine kleine Anzahl dieser Dosen nebeneinander in Schachteln zu packen, indem sie paarweise durch eine Schachtelseite in die Schachtel eingesetzt werden, wobei sich die Dosen selbst und die Seite Ider Schachtel berühren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, durch das bzw. durch die brüchige Süsswaren bzw. brüchiges Konfekt verschiedener Form und Grösse in spezifischen Stellungen nebeneinander in eine Schachtel gepackt werden können, ohne dass einzelne Abteilungen in der Schachtel vorgesehen zu werden brauchen.
Beim Lösen dieser Aufgabe ergeben sich spezielle Probleme sowohl bei der Handhabung der brüchigen Gegenstände, ohne sie zu beschädigen, als auch beim Einsetzen in eine Schachtel, insbesondere, nachdem eine Anzahl Gegenstände bereits in die Schachtel eingesetzt worden ist und die Schachtel teilweise gefüllt ist, wobei das Problem auftaucht, weitere Gegenstände im verbleibenden Schachtelraum genau einzustellen und einzulegen. Solche Probleme treten bei den vorerwähnten bekannten Verfahren und Vorrichtungen nicht auf, da dort nur eine kleine Anzahl von Dosen in eine Schachtel gepackt werden, während die Zwiebackzuschnitte oder -Ausschnitte aufeinandergestapelt werden, wobei die Schachtel innere Abteilungen besitzt oder die Gegenstände nicht brüchig sind und kein unregelmässiges Profil besitzen.
Die vorerwähnte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass bei dem eingangs erwähnten Verfahren in jede Schachtel an einer gewünschten Stelle gegebenenfalls zwischen schon in der Schachtel befindliche Gegenstände Führungselemente eingeführt und dann die unteren Abschnitte der Führungselemente gespreizt werden, um solche Gegenstände seitlich zu verschieben, worauf dann in den durch die Führungselemente bestimmten Raum ein Gegenstand eingelegt wird. Vorteilhaft werden die Süsswaren in der eingelegten Stellung leicht niedergehalten, während die Führungselemente aus der Schachtel herausgezogen werden, worauf die Süsswaren freigegeben werden. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können die Konfektstücke bzw.
Pralinen in genau gesteuerter Lage in die Schachtel eingelegt werden, und zwar auf solche Weise, dass die bereits in der Schachtel befindlichen brüchigen Gegenstände und auch diejenigen, die eingelegt werden, in keinem Fall beschädigt werden, wobei jegliche innere Abteilungen der Schachtel vermieden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf den Plan einer Packmaschine, in der die Erfindung angewendet ist,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die die Schachtel füllende Vorrichtung,
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt in vergrössertem Masstabe durch den Einlagemechanismus nach Fig. 2, Fig. 4 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines in Fig. 2 und 3 angedeuteten Streicharmes,
Fig. 5 eine Aufsicht auf die die Schachtel füllende Vorrichtung nach Fig. 2,
Fig. 6 eine Seitenansicht der die Schachtel füllenden Vorrichtung nach Fig. 2 und 5, wobei in Richtung des Pfeiles 21 der Fig. 5 gesehen wird,
Fig.
7 eine Seitenansicht der Justiervorrichtung im vergrösserten Masstabe, die auf der gegenüberliegenden Seite der Füllvorrichtung liegt,
Fig. 8 eine Endansicht der Vorrichtung nach Fig. 7, gesehen in Richtung des Pfeiles 23.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besitzt die Packmaschine einen Hauptförderer 2, der in Richtung des Pfeiles, z. B. mittels eines nicht dargestellten Dreiphasen-Synchronmotors kontinuierlich bewegt wird. Der Förderer 2 trägt am Ende einer Reihe von Maschinen 20 eine Anzahl Schachteln 4, wobei die Maschinen 20 abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Förderbandes 2 im Abstand angeordnet sind.
Jede Maschine 20 kann in gewünschter Weise eingestellt sein, um einen Gegenstand besonderer Grösse und Form zu handhaben, wobei die Gegenstände 16 im Ausführungsbeispiel Konfektstücke oder Pralinen sind, und zwar in sortierter Form. Diese Pralinen 16 werden durch einen Förderer 28 auf eine drehende, schwingende Plattform 30 gefördert, von der sie in Linie vereinzelt eine Rampe 32 abwärts in eine Einheit 34 gefördert werden, wo die Pralinen 16 in Hüllen in Form von Faltbechern bzw. FaItnäpfen 18 eingesetzt werden. Die Pralinen 16 in ihren Bechern 18 werden dann durch einen Förderer 134 (Fig. 2) einer eine Schachtel füllende Vorrichtung 37 zugeleitet. Die Vorrichtung 37 jeder Maschine 20 setzt eine einzelne verpackte Praline 16 abwärts in jede Schachtel in eine genaue Lage ein, sobald die betreffende Schachtel 4 unter der Vorrichtung 37 vorbei läuft.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist die Vorrichtung 37 jeder Maschine 20 gegenüber der Breite des Förderers in eine leicht unterschiedliche Stellung gebracht, um dadurch die verschiedenen Punkte der Schachtel 4 füllen zu können.
Entsprechend Fig. 2 werden die eingehüllten Pralinen 16 durch den Förderer 134 in Richtung des Pfeiles auf eine glattpolierte Platte 36 der die Schachtel füllenden Vorrichtung 37 gefördert und diese Platte fluchtet mit der Oberfläche des Förderers 134.
Jedes Schokoladenstück oder jede Praline 16 in ihrer Hülle 18 wird von der Platte 36 mittels eines Ab streicharmes 38 (Fig. 4) bewegt, leder im Umriss einen V-förmigen zentrierenden Bogenhaken aufweist. Auf diese Weise werden die Pralinen unmittelhar über der Achse 39 eines vertikalen füllenden Einsatzmechanismus 40 zentriert, wobei der Gegenstand 16 über die Oberfläche der Platte 36 zur Kante 42 verschoben wird.
Nach dem Verlassen der Kante 42 der Platte 36 ruht die in der Becherhülle befindliche Praline 16 auf einer federnden Falltür 24 des umlaufenden Einlegemachanismus 40 und wird direkt oberhalb eines inneren konvergierenden Führungskanals 46 eingestellt, der durch eine Anzahl federnder innerer und äusserer konisch angeordneter Leitfinger 47 und 48 des Einsetzmechanismus definiert ist. Dieser Einsetzmechanismus wird auf einer länglichen Umlaufbahn 35 durch die die Schachtel füllende Vorrichtung 37 fortbewegt, wie sich aus Fig. 5 ergibt und nimmt damit die eingehüllte Praline in eine genau bestimmte Stellung oberhalb einer der Schachteln 4 auf dem Hauptförderer 2 mit.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, besteht die federnde, bzw. nachgiebige Falltür 44 aus mehreren dreieckförmigen Gummistreifen, die in Ringform angeordnet sind, und zwar mit ihren Spitzen nach innen zur zentralen vertikalen Achse 39 des Mechanismus gerichtet, wobei hierdurch ein kleines mittleres Loch 310 bestehen bleibt. Ein ringförmiger Rahmen 312 stützt die Falltür und auch die nachgiebigen konischen Finger 48. Wie aus den Fig. 2 und 6 klar ersichtlich ist, bildet dieser ringförmige Rahmen 312 das untere Ende eines beweglichen Schlittens 314, welcher eine vertikale Platte 316 mit zwei oberen und zwei unteren Führungsaugen 317 und 318 aufweist, die auf zwei parallelen, vertikalen Gleitstangen 319 und 320 auf und abgleiten angeordnet sind.
Diese Gleitstangen sind fest auf einem Wagen 322 angeordnet, welcher mit einer Förderkette 323 verbunden ist, die sich entlang einer langgestreckten, endlosen Bahn um ein Kettenrad 324 auf einer vertikalen Welle 325 und ein Kettenrad 326 auf einer Parallelwelle 327 erstreckt. Jede Welle 325 und 327 ist in zwei Lagern über und unter dem Kettenrad bei 328 bzw. 329 gelagert, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Lager 328 und 329 sind an einer oberen und an einer unteren Tragplatte 330 bzw. 332 befestigt, welche mit zwei inneren Säulen 334 und 336 verbunden sind, wobei die ganze Vorrichtung auf Füssen 338 und 340 aufgebaut ist. Die Förderkette 323 wird durch einen Dreiphasen-Synchronmotor bewegt, der die Welle 327, z. B. über ein Reduziergetriebe, antreibt.
Um die Wagen 323 zu führen, ist eine obere Uförmige Schiene 342, die sich um und unter der Kante der oberen Tragplatte erstreckt und eine untere, U-förmige Schiene 344, die sich um die Kante der unteren Tragplatte 322 erstreckt, vorgesehen.
Jeder Wagen weist vier Führungsrollen 345 mit verti kalen Achsen und vier Führungsrollen 346 mit horizontalen Achsen auf. Zwei der ersterwähnten Rollen laufen in der oberen Schiene 342, während zwei der letzterwähnten Rollen an den inneren Kanten der oberen Führungsschiene angreifen. In ähnlicher Weise laufen zwei Rollen 345 in der unteren Schiene, während zwei Rollen 346 an den inneren Kanten der oberen Führungsschiene angreifen, welche gleichzeitig eine Stützschiene für die Wagen bildet.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist jeder der vier Schlitten 314 ein Konsol 347 auf, welches sich von der Platte 316 über der Einsatzvorrichtung 40 vorerstreckt. Das Konsol 347 weist einen vertikalen, mit einem Führungsschlitz 350 für einen Stössel versehenen Streifen 348 auf, welcher sich vom äusseren Ende des Konsols 347 parallel zum Stössel 50 aufwärts erstreckt. Eine in einer im Konsol 347 angeordneten Büchse abgestützte Druckfeder 352 umgibt den Stössel unter einem Stellring 353, welcher den Stössel normalerweise in seine angehobene Stellung drückt.
Um die vertikale Stellung des Stössels 50 zu steuern, umgibt ein flacher Nockenstreifen 354, welcher von Streben 355 getragen wird, die Vorrichtung.
An diesem Nockenstreifen greift eine Nockenrolle 356 an, welche in dem gegabelten oberen : Ende des Stössels 50 auf einem Achsstift 357 gelagert ist, welcher nach aussen in den Führungsschlitz 350 für den Stössel eingreift.
Während des Bewegungsabschnittes, während welchem der Abstreicharm 38 den umhüllten Gegenstand von der Auslaufplatte 36 entfernt, steigt der Nockenstreifen 354 über seine Anfangsebene 354-0 an, um genügend Freiheit für den Gegenstand unter dem nachgiebigen konkaven Stösselpuffer 360 vorzusehen. Nachdem die Einsetzvorrichtung die Kante 42 der Auslaufplatte passiert hat, neigt sich der Nockenstreifen 354 entlang einem Abschnitt 354-1 allmählich abwärts, um den konkaven Puffer 360 fest gegen die obere Fläche des umhüllten Gegenstandes zu drücken. Die inneren Enden der Gummistreifen 44 beginnen etwas nach unten nachzugeben und bilden ein Nest, in welchem der Gegenstand gegen die Zentrifugalkraft gehalten wird, wenn der Schlitten 322 und seine Wagen 314 um die Krümmung herumschwenken.
Bei der Schwenkung um die erste Krümmung bleibt der Nockenstreifen 354 in derselben Ebene, wie bei 354-2 gezeigt ist, wobei der Gegenstand fest gehalten wird. Wenn die Einsetzvorrichtung anfängt, sich über der Schachtel 4 zu bewegen, neigt sich der Nockenstreifen eine erste Neigung 354-3 abwärts und dann eine steilere Neigung 354-4, dem sich ein horizontaler Verweilabschnitt 354-5 anschliesst und endet in einer aufwärts gerichteten Neigung 354-6, welche in die ursprüngliche Ebene 354-0 übergeht, wie dies links in der Fig. 6 ersichtlich ist.
Während des ersten Teiles der Abwärtsbewegung 354-3 über der Schachtel wird der Wagen 314 der Einsatzvorrichtung mit derselben Geschwindigkeit abwärts gedrückt wie der Stössel. Auf diese Weise greifen die Einsetzfinger 48 in der gewünschten Stellung in die Schachtel ein. Da der Stössel noch nicht vollständig nach unten gedrückt ist, ist die in dem Napf befindliche Schokolade noch nicht bis zu den Spitzen der federnden Finger 48 abwärts gedrückt, wie dies in Fig. 6 ersichtlich ist. Somit stehen die Spitzen der Finger 48 eng zusammen und können zwischen die bereits in der Schachtel befindlichen, in Näpfe eingesetzte Schokoladenteile eingeführt werden.
Bei der letzten Abwärtsneigung 354-4 des Nokkenstreifens wird der Stössel innerhalb der Einsetzvorrichtung nach unten bewegt, um das in den Napf eingesetzte Schokoladenstück bis zu den Spitzen der Finger 48 in die Schachtel abwärts zu drücken, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Um die vertikale Stellung des Wagens 314 zu steuern, greift eine am oberen Ende der Platte 316 befestigte Nockenrolle 364 in eine nutenförmige, an der oberen Platte 363 befestigte Nockenbahn 362 ein. Über den Hauptteil ihrer Gesamtlänge verläuft die nutenförmige Nockenbahn 362 in der gleichen Ebene, wobei sie jedoch über der zu beschickenden Schachtel einen abwärts gerichteten Neigungsabschnitt 362-0 aufweist, welcher die gleiche Neigung wie der Abschnitt 354-3 des Nockenstreifens aufweist. Die nutenförmige Nockenbahn 362 weist einen langgestreckten, horizontalen Verweilabschnitt 362-2 auf, auf dem der Stössel die in den Napf eingesetzte Schokolade in die Schachtel einsetzt, da der Stössel durch den steileren, abwärts gerichteten Nokkenabschnitt 354-4 abwärts bewegt wird.
Während der Stössel, durch den horizontalen Nockenabschnitt 354-5 gehalten, in seiner untersten Stellung verweilt, fangen die Einsetzfinger an, sich zurückzuziehen, was durch den aufwärts gerichteten Abschnitt 362-3 der nutenförmigen Nockenbahn gesteuert wird. Der Stössel verbleibt in seiner tiefsten Stellung, bis die federnden Finger 48 in eine Stellung aufwärts bewegt worden sind, in der sie den umhüllten Gegenstand freigeben. Hierdurch wird verhindert, dass der umhüllte Gegenstand versehentlich aus seiner richtigen Stellung in der Schachtel wieder aufgenommen wird.
Um den Abstreicharm 38 bei der Führung des umhüllten Gegenstandes in Ausrichtung mit der Öffnung 310 in der federnden Falltür 44 zu unterstützen, erstreckt sich ein verstellbarer, gekrümmter Führungsarm 402 (Fig. 5) neben dem Abgabeende des Förderers 24 und steht über die Auslaufplatte 36 vor. Der Abstreicharm ist durch eine I Klemmschraube 404 gehalten und kann verschwenkt werden, um die Stellung seiner Spitze 406 gegenüber der Bewegungsbahn der konkaven Fläche 408 (Fig. 4) des Ab streicharmes 38 zu verstellen. Darüber hinaus kann die Stellung des Abstreicharmes selbst gegenüber der Achse 39 der Öffnung 310 verstellt werden, wie dies durch die Verstellschlitze 410 in Fig. 4 gezeigt ist.
Auf diese Weise können verschiedene Grössen und Formen in Näpfe eingesetzter Schokoladeteile gehandhabt werden.
Eine dünne, glatte Blattfeder 412 aus Federstahl erstreckt sich etwas über die Kante 42 der Auslaufplatte 36 hinaus und bildet eine Rampe, auf der der umhüllte Gegenstand sanft abwärts auf die federnde Falltür 44 gleiten kann, während sich die Einsetzvorrichtung 40 von der Auslaufplatte fortbewegt.
Während der Einstellung des Systems und während der Verstellung zum Beschicken verschiedener Schachtelarten kann es für die Bedienungsperson erwünscht sein, dass der Hauptförderer 2 läuft und auch, dass eine oder mehrere der Maschinen 20 laufen, während die Einsetzvorrichtung 40 daran gehindert wird, sich abwärts in die Schachtel 4 zu bewegen. Auf diese Weise bewegt sich die Einsatzvorrichtung über den Schachteln und die Bedienungsperson kann sehen, an welcher Stelle in der Schachtel sie sich abwärts bewegen wird, wenn der Antrieb hierfür erfolgt.
Um Idie Einsetzvorrichtung 40 lan der Abwärtsbewegung in die Schachteln zu hindern, schwenkt die Bedienungsperson lediglich einen Handgriff 414 (Fig.
8) nach oben von einem Anschlag 416 fort und in An lage an einen zweiten Anschlag 418. Wie in Fig. 8 ge- zeigt, ist dieser Handgriff 414 mit ider Mitte einer Welle 420 verbunden, welche zwei Idaran befestigte Hubnocken 421 und 422 aufweist. Diese Hubnocken laufen auf Lagerplatten 423 und 424, welche auf zwei sich über der oberen Platte 363 erstreckenden Konsolen 425 angeor, dnet sind. Eine horizontaleStütze 426 erstreckt sich zwischen Idiesen Konsolen, um zwei Gleitlager 427 und 428 abzustützen, durch welche sich zwei Hubstangen 429 und 430 erstrecken. Diese Hubstange sind an lose auf der Welle 420 angeordneten Buchsen 431 und 432 befestigt.
Wenn der Handgriff aufwärts gegen den Handschlag 418 geschwenkt wird, heben Idie Nocken 421 und 422 die Welle 420 an und ziehen so die Stangen 429 und 430 aufwärts. Die unteren Enden dieser Stangen sind mit dem oberen Teil 433 eines Hubrahmens 434 verbunden, an welchem die Abschnitte des Nockenstreifens 354 und die Abschnitte Ider Schiene 362, welche zum Abwärtssenken der Einsetzvorrichtung 40 in die Schachteln dient, befestigt sind. Auf diese Weise wird die Einsetzvorrichtung durch Anheben des Hubrahmens 434 daran gehindert, sich in die Schachteln wärts zu senken.
Während des normalen Betriebes, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Rolle 364 am oberen Ende der Tragplatte 316 von der Schiene 362 abgestützt und bewegt sich entlang den nach unten geneigten Schienenabschnitten 362-1, 362-2 und 362-3 nach unten. Eine Hilfsrolle 3 64A ist an der Aussenseite der Platte 316 befestigt, welche normalerweise frei über einen Hilfsabschnitt 362A hinwegläuft, welcher sich entlang dem Boden des Hubrahmens 434 erstreckt. Wenn dieser Hubrahmen 434 in seine obere Stellung U angehoben wird, bewegt sich die Hilfsschiene 3 62A aufwärts bis unter die Rolle 364A, um so den Wagen 314 abzustützen und zu verhindern, dass er sich soweit abwärts bewegt, wie dies normalerweise der Fall ist.
Die Abschnitte des niederdrückenden Nockens 354, welche sich zwischen den Punkten A, B in Fig. 7 erstrecken, sind auf dem Hubrahmen 434 angeordnet und werden mit dem Hubrahmen hochbewegt. Normalerweise greift eine Hilfsnockenrolle 356A an diesen Abschnitten des Nockenstreifens an, um den Stössel vollständig abwärts zu drücken. Wenn jedoch der Hubrahmen 434 angehoben ist, läuft die Rolle 356 lediglich an einem fortlaufenden Abschnitt des Nockenstreifens 354 entlang, welcher von einem Konsol 436 gehalten ist.
Eine entfernbare Abdeckung 366 erstreckt sich über den oberen Teil und die Seiten der Vorrichtung 37 und ist mit der oberen Platte 363 durch eine Anzahl Stützpfosten 368 befestigt. Die Abdeckung 366 weist eine Durchlassöffnung für den Handgriff 414 auf.
Um die genaue Stellung innerhalb der sich in Längsrichtung auf dem Hauptförderer bewegenden Schachtel 4, in welcher der umhüllte Gegenstand abgesetzt werden soll, zu bestimmen, richtet die Bedienungsperson die Stellung der Maschine 20 am Förderer aus, bevor sie mit dem Fussboden verankert wird.
Auch kann die Bedienungsperson die Arbeitsweise der Vorrichtung 37 gegenüber dem Hauptförderband verstellen.
Um die Stellung innerhalb der Schachtel 4 quer zum Hauptförderer zu bestimmen, an welcher der umhüllte Gegenstand eingesetzt wird, wird die ganze Vorrichtung 37 in ihrer Stellung verstellt, indem ihre Füsse 338 und 340 näher oder weniger weit von der Kante des Hauptförderers bewegt werden. Um diese Bewegung der Vorrichtung zuzulassen, während der Rest der Maschine stationär verbleibt, kann die Lage des Endes des Förderers 134 einstellbar gemacht werden, damit es in erforderlichem Masse bis an die Kante der Auslaufplatte 36 verschoben werden kann, während die Spannung des Fördergurtes 134 aufrecht erhalten wird.
Im Falle der Schachtel, die zwei Lagen Schokoladenstücke aufweist, wird durch das System die erste Lage eingesetzt und dann eine horizontale Pappe oder steifes Papier als Trennwand eingefügt. Diese Trennwand dient dann als Boden, auf welchem die obere Schicht der Schokoladenteile abgesetzt werden.
Selbstverständlich muss die zusätzliche Höhe der oberen Schachtelebene bezüglich der Bewegung der Einsetzvorrichtung 40 und der Stössel 50 berücksichtigt werden. Dies kann in bequemer Weise durchgeführt werden, indem die Ebene der zweiten Hälfte des Hauptförderers um einen Betrag abgesenkt wird, welcher gleich der Entfernung vom Boden der Schachtel bis zur oberen Fläche der Trennwand ist.
Wahlweise können die Maschinen 20 um diesen Betrag entlang der zweiten Hälfte des Hauptförderers in der Höhe verstellt werden.