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Die Erfindung betrifft einen Querschneider zum Durch-
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trennen von Folienbahnen z.B. in Verpackungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Verpackungsmaschinen verarbeiten häufig tiefziehbares Kunststoffolienmaterial,
aus dem sie z.B. Becher oder Schalen formen, die nach ihrer Füllung, etwa mit einem
Lebensmittel, vorzugsweise mit einer auf dem Schalen-oder Becherrand befestigten
Folie verschlossen werden.
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Diese Verpackungen, welche zu mehreren in Querreihen der Folienbahn
hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind, müssen reihenweise durch
den Querschneider von der Folienbahn abgetrennt werden, bevor die so gewonnenen
Streifen in Längsrichtung unterteilt werden. Das Abtrennen dieser Streifen geschieht
bei Stillstand der taktweise vorrückenden Folienbahn mit dem zunächst in die Folienebene
eintauchenden Messer, das am Ende des Querschnittes aus der Folienbahn austaucht,
um den im folgenden Takt erfolgenden Vorschub der Folienbahn nicht zu behindern.
Die Folienbahn ruht auch während der Trennschnitte auf den Tragschienen, die für
den Durchgang des eingetauchten Messers ausgespart sind.
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Mit Verpackungsmaschinen dieser Art lassen sich Verpackungen mit unterschiedlichen
Abmessungen herstellen und verarbeiten. Diese erfordern unterschiedliche Streifenbreiten.
Deswegen muß die Traverse des Querschneiders auf die jeweilige Streifenabmessung
durch Verstellung in Längsrichtung der Tragschienen eingestellt werden. Einerseits
wird deswegen verlangt, daß der Querschneider schnell auf die jeweilige Streifenbreite
der Packungsgröße eingestellt werden kann, welche die Maschine verarbeitet. Andererseits
muß gewährleistet werden, daß das Messer den Trennschnitt sauber ausführt.
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Die Erfindung geht aus von einem Querschneider bekannter Art (DE-GM
7 000 195.5). Hierbei weist das Messer einen Antrieb auf, der von einem in senkrechter
Ebene angeordneten, endlosen Zugorgan, beispielsweise einer an den Traversenenden
um Kettenräder geführten Gall'schen Kette gebildet wird, wobei als Messerträger
eine Kettenlasche dient. Die Zuführung von Bewegungsenergie zu der Laschenkette
erfolgt über ein mit einem de Kettenräder auf gleicher Welle sitzendes Ritzel mit
einer Zahnstange, die an der Kolbenstange des Antriebszylinders befestigt ist. Die
Zahnstange und das Ritzel sind so aufeinander abgestimmt, daß beim Hin- oder Hergang
des Kolbens im Zylinder die als Messerträger dienende Lasche die unter dem Kettentrieb
angeordnete Folienbahn überquert und beim Auflaufen auf das jeweilige Kettenrad
das Ein- und Austauchen des Messers besorgt.
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Wenn die Traverse in der Maschine verstellt und nicht genau justiert
wird, fährt das Messer vor eine der Führungsschienen statt durch die darin vorgesehene
Aussparung. Obwohl der Antriebszylinder mit Druckluft beaufschlagt wird, kommt es
hierbei zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Messers. Die in solchen Querschneider
benutzten Messer sind relativ kostspielig.
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Außerdem führt das Auswechseln des Messers zu einer erheblichen Betriebsunterbrechung.
Die Einrichtung des Messers ist zudem kompliziert, weil der Weg des Messerträgers
durch das Kettenuntertrum über die Zahnstange und das Ritzel eingestellt und auf
die Endstellungen des Messerträgers an den Kettenrädern abgestimmt werden muß, wenn
das Messer die vorgegebenen
Ein- und Austauchbewegungen richtig
ausführen soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem Querschneider
der als bekannt vorausgesetzten Art die Justierung des Messers zu vereinfachen und
insbesondere bei falsch eingestellter Traverse Zerstörungen des Messers an einer
der die Folienbahn unterstützenden Schienen zu verhindern.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches
1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der Erfindung gibt die Kulisse die gesamte Bewegungsbahn des
Messers einschließlich des Beginns und der Enden der Messerbewegung formschlüssig,
die daher unabhängig von der Länqe des Kolbenweges ist. Die berührungslose, d.h.
in der Regel magnetische Kupplung des Kolbens mit der Hülse führt bei jedem erhöhten
Widerstand des Messers zu einer Abtrennung der Hülse und demnach zum sofortigen
Messerstillstand. Die erneute Kupplung der hülse mit dem Kolben kann nach Beseitigung
des Messerwiderstandes durch bloßes Bewegen des Kolbens im Zylinder herbeigeführt
werden. Deswegen stellt sich der Kolben von selbst auf die Bewegungsbahn des Messers
in der Traverse ein, die daher nur einmal und zwar vom Hersteller vorgegeben wird.
Falsche Einstellungen der Traverse in der Maschine, die das Messer mit einer der
Tragschienen kollidieren lassen, führen zur rechtzeitigen Trennung von Kolben und
Hülse, so daß Messerbeschädigungen im allgemeinen hierbei nicht auftreten. Die Einstellung
der traverse kann daher beliebig oft korrigiert werden, bis das Messer die Aussparungen
in den die Folienbahn unterstützenden Schienen einwandfrei
durchquert.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die bislang unvermeidlichen Kosten
entfallen, die für den Ersatz von Messern aufgewandt werden mußten,welche infolge
falscher Justierung der Traverse in der Maschine beschädigt oder zerstört wurden.
Die damit verbundenen ausgedehnten Betriebsstillstände entfallen in gleicher Weise.
Die neue Vorrichtung ist durch den Fortfall eines mit -mehreren Verzahnungen arbeitenden
Getriebes zwischen Antriebszylinder und Messerträger auch einfacher aufgebaut und
deswegen von längerer Lebensdauer.
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Vorzugsweise trennt man den Formschluß für die Ein-und Austauchbewegung
von dem Formschluß für die Begrenzung der Hin- und Herbewegung des Messers gemäß
dem Anspruch 2.
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Der mit dem Führungsschlitz zusammenwirkende Kulissenstein wird von
diesem an den Enden bei der Hin- und Herbewegung des Messers festgehalten, während
die Zwangs- und die Leitschiene mit dem Messerträger formschlüssig sind und daher
am Ende der Messerbewegungdurch ihre Aussparungen das Ein- und Austauchen des Messers
steuern.
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Ferner ist es zweckmäßig, gemäß dem Merkmal des Anspruches 3 die Voraussetzungen
für eine beliebige Messerform und -größe zu schaffen. Dann lassen sich für andere
Zwecke vorgesehene Messer, etwa Teppichschneidemesser im Querschneider benutzen,
so daß kostspielige Spezial-Messer entfallen.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung
anhand
der Figuren in der -Zeichnung; es zeigen Fig. 1 in Ansicht
und teilweise im Schnitt einen Querschneider gemäß der Erfindung, wobei Teile der
Verpackungsmaschine strichpunktiert angedeutet sind, Fig. 2 eine Draufsicht auf
den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 1 und
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X der Fig. 3.
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Der Rahmen 1 einer Verpackungsmaschine ist in der Darstellung der
Fig. 1 in strichpunktierter Linienführung abgebrochen wiedergegeben. Erkennbar sind
die beiden parallelen Längsholme 2, 2',welche die Folienbahn an ihren Seiten einschließen.
Die Folienebene ist bei 3 wiedergegeben, jedoch sind die die Folienbahn unterstützenden
Schienen weggelassen.
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Der allgemein mit 4 bezeichnete Querschneider hat eine Traverse 5,
die im wesentlichen ein hochkant angeordnetes Flachprofil darstellt. Je eine Lasche
6 ist mit Hilfe von Senkkopfschrauben 8 bzw. 9, welche in den aufgebrochen gezeichneten
Stirnenden der Traverse 5 dargestellt sind, mit dieser verbunden.
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Die beiden Laschen 6 dienen zur Befestigung eines Antriebszylinders
10, der aus einem Rohr 11 besteht,
das an seinen Enden mit Nippeln
12 verschlossen ist, welche die Laschen 6 durchdringen und mit Muttern 14 gesichert
sind. Nicht dargestellte Druckluftzuleitungen sind an beiden Nippeln 12 vorgesehen
und dienen zur Beaufschlagung beider Seiten eines in der Zeichnung nicht wiedergegebenen
Kolbens, der in dem Zylinder 10 verschieblich gelagert ist. Der Kolben besteht aus
ferromagnetischem Werkstoff, während der Zylinder aus Edelstahl gefertigt ist und
daher unmagnetisch ist.
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Auf dem den Zylinder 10 bildenden Rohr führt sich eine Hülse 15, in
der eine magnetische Manschette 16 befestigt ist, die von dem ferromagnetischen
Kolben im Zylinder 10 berührungslos gekuppelt wird, sobald die Stellung des Kolbens
mit der Hülsenstellung auf dem Zylinder 10 übereinstimmt. Der Kolben nimmt daher
normalerweise die Manschette 16 mit, wenn er an einer Seite mit Druckluft beaufschlagt
ist und der von der anderen Kolbenseite abgeschlossene Zylinderraum entlüftet wird.
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Die Traverse 5 hat an ihrer dem Zylinder 10 gegenüberliegenden Seite
Aussparungen 18, 19, deren Innenkanten sich auf den Längskanten der Holme 2, 3,
wie bei 20 in Fig. 1 dargestellt, abstützen. Uber den Aussparungen sind in die Traverse
Hülsen 21 (Fig. 2) eingesetzt, in denen sich Stangen 22, 23 führen, welche Befestigungskonsolen
24, 25 für Verschraubungen 26,26' besitzen.
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Durch Verschieben der Traverse auf den Stangen 22, 23 kann der Querschneider
4 eingestellt werden. Die richtige Stellung wird mit Hilfe einer Rändelschraube
27 (Fig. 1) gesichert.
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Zwischen den Aussparungen 18, 19 ist die Traverse5 als Schiene ausgebildet
und mit einem Schlitz 28 durchbrochen, in dem sich der Vorsprung 29 eines Kulissensteins
30 (Fig. 3) führt. Der Kulissenstein ist an einen Halter der Hülse 15 bei 31 angeschraubt
und weist eine Bohrung 32 zur Aufnahme einer Steckachse 33 auf, die in einem Messerträger
36 befestigt ist. Die Steckachse ist mit Hilfe eines Federringes 35, der sich auf
der Rückseite 38 des Kulissensteins abstützt, gesichert und in dem Kulissenstein
sowie seinem Vorsprung 29 drehbar.
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Der Messerhalter besteht aus einer Scheibe 39, die einen etwa trapezförmigen
Umriß hat. In den Ecken der längeren Trapezseite 40 befinden sich Bohrungen 41,
42 für Steckachsen 43, 44, auf denen Rollen 45 befestigt sind. Diese Rollen setzen
sich auf dem innenliegenden Kopf 47 einer Führungsschiene 48 ab, die eine Baueinheit
mit der Traverse 5 bildet, aus der sie herausgefräst ist. Die Führungsschiene 48
hat an beiden Enden je eine Aussparung 49, 50, die halbkreisförmig sind und etwa
dem Außendurchmesser der Rollen 45 entsprechen. Der Schienenkopf 47 der Führungsschiene
48 fluchtet mit der Lauffläche 52'einer Zwangsschiene 52, an der sich die der längeren
Trapezseite 40 entsprechende Basisfläche 53 des Messerträgers 36 führt.
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Die Zwangs schiene 52 hat daher ihrerseits im Bereich der Aussparungen
49, 50 der Führungsschiene liegende Aussparungen 54, 55, die das Verschwenken des
Messerträgers 36 an den Enden der beschriebenen Führung um eine der Achsen 37 der
Rollen 45 gestattet.
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Der Messerträger weist in seiner Vorderseite eine allgemein U-förmige
Nut 56 auf, die einen rechteckigen Querschnitt hat und an drei Seiten ein Messer
57 umschließt, das in der Nut mit einer Schlitzkopfschraube 58 gehalten ist.
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In der Darstellung der Fig. 1 ist der Messerträger in seiner linken
Endstellung und in einer Mittelstellung wiedergegeben, um die im Betrieb des Querschneiders
auftretenden Bewegungsphasen und Messerträgerstellungen zu verdeutlichen. Wie sich
aus der Darstellung der Fig. 1 links ergibt, hat sich in der Endstellung des Kulissensteins
30 an der abgerundeten Schlitzbegrenzung 59 die auf der Achse 44 angebrachte Rolle
in die halbkreisförmige Aussparung 59 der Führungsschiene 48 und die abgerundete
Ecke 49 in die Aussparung 54 der Zwangs schiene 52 bewegt. Dadurch ist das Messer
57 mit seiner Spitze 61 aus der Folienebene 3 aus-jetaucht und hat die Folie freigegeben,
so daß ein weiterer Folienvorschub eingeleitet werden kann. Nachdem die Vorshubbewegung
zum Stillstand gekommen ist, wird die linke Seite des ferromagnetischen Kolbens
im Zylinder 10 mit Druckluft beaufschlagt und der gegenüberliegende Raum des Zylinders
entlüftet.
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Dadurch bewegt sich die Hülse 15 nach rechts. Der Kulissenstein 30
nimmt den Yesssrträger 36 mit, der dabei zunächst von der auf der Achse 44 sitzenden
Rolle in der Aussparung 49 festgehalten wird, so daß sich der Messerträger 36 in
die Stellung verschwenkt, die in der Mitte der Fig. 1 wiedergegeben ist. Dadurch
taucht die- Messerspitze 61 unter die Folienebene 3 und bringt das Messer damit
in die Ausgangsstellung, in der die bei 62 wiedergegebene Messerschneide bei weiterer
Bewegung
der Hülse 15 nach rechts die Folie quer durchschneidet. Sobald der Kulissenstein
das Ende des Führungsschlitzes 28 erreicht, läuft die auf der Achse 43 sitzende
Rolle in die Aussparung 50 der Führungsschiene 48 und die Rundung der ihr zugeordneten
Ecke in die Aussparung 55 der Zwangsschiene ein, so daß sich der Messerträger mit
der Steckachse 33 im Kulissenstein 30 derart verschwenkt, daß seine Spitze 61 aus
der Folienebene auftaucht.
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Im allgemeinen genügt es, das Messer 57 mit einer Schneide 62 zu versehen
und einen Trennschnitt nur beim Hin- bzw. Hergang des Kolbens auszuführen.
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Wenn der beschriebene Querschneider 4auf den Längsholmen 2,2' der
Verpackungsmaschine falsch montiert wird, so daß das Messer 57 nach Eintauchen in
die Folienebene 3 mit der darunter angeordneten und in der Zeichnung nicht dargestellten
Folienunterstützung kollidiert, statt die für den Durchgang des Messers vorgesehenen
Aussparungen in der Folienunterstützung zu durchqueren, wird das Messer plötzlich
angehalten.
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Zwar tritt dabei eine mechanische Stoßbelastung am Messer auf, die
sich aber im allgemeinen nicht auf die empfindliche Messerspitze 61 konzentriert.
Gleichzeitig führt die Massenträgheit des Kolbens zu einer sofortigen Entkupplung
der Hülse 15, so daß das Messer unbeschädigt bleibt. Wenn der Querschneider 4 danach
richtig justiert worden ist, braucht der Kolben nur umgesteuert zu werden und nimmt
dann die Hülse 15 mit, sobald die Magnete kuppeln. Da diese Stellung des Kolbens
gegenüber der -Hülse 15 nicht genau festgelegt ist, sondern eine mehr oder weniger
große Toleranz nach beiden Seiten aufweist,
stellt sich der Kolben
automatisch auf die Hülse ein, deren Bewegung andererseits mit dem Kulissenstein
30 durch den Längsschlitz 28 festgelegt ist. Wiederholte Justierungen des Messerantriebes
sind daher nicht erforderlich.
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