DE3423059C2 - Vorrichtung zum Herstellen von Verpackungseinheiten aus einem mit Behältern bestückten Trägerband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist allgemein üblich, eine Anzahl Büchsen oder dergleichen Behälter mittels eines mit Öffnungen versehenen Kunststoffbandes zu verpacken, das über die Büchsen gestreckt wird und unter die an deren Oberteil befindlichen Wülste greift. Es werden im allgemeinen sechs oder manchmal auch acht Büchsen Bier oder alkoholfreier Getränke so verpackt. Obwohl die Kunststoffträger die Büchsen verläßlich erfassen, ist es doch einfach, eine Büchse durch Ziehen derselben zur Seite zu entfernen, indem das Material um die ent­ sprechende Öffnung herum gestreckt und dann die Büchse gekippt wird, um sie von dem Träger zu entfernen.

Bekannte Vorrichtungen weisen zum Abtrennen des Trägerbandes häufig an einer Seite des Bandes und im wesentlichen in der Ebene desselben angeordnete Schneideinrichtungen auf, wie beispielsweise aus den US-Patenten 3 204 386 und 3 991 640 bekannt ist. In einigen Fällen werden auch Schneidräder über dem Band und diagonal zu dem Bewegungspfad desselben angeordnet. Eine solche Vorrichtung ist in dem US-Patent 3 991 640 dargestellt. Die bekannten Vorrichtungen erfordern oft sehr genaue und daher kostspielige Getriebe zum Antrieb der Schneideinrichtungen synchron mit der Bewegung des Bandes und der Büchsen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schneideinrichtung zum Abtrennen eines mit einer Anzahl Büchsen verbundenen Trägerbandes zu schaffen, die von dem Trägerband selbst angetrieben werden kann und daher keinerlei Synchronisiergetriebe oder dergleichen erfordert.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines Schneidrades, das lotrecht über der Ebene des mit einer Anzahl Büchsen zusammengefügten Trägerbandes und in einer Ebene parallel zur Bewegungsrichtung des Bandes liegt.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das Trägerband mit den Büchsen wird von der Zusammenfügeeinrichtung zu einer Schneidstation geführt, wo ein Schneidrad mit einer Anzahl sich von ihm fort erstreckender Speichen angeordnet ist. Jede Speiche trägt einen Zahn, welcher mit einer Öffnung in dem Trägerband zusammenpaßt, um das Rad in genauem Gleichlauf mit der Bewegung des Bandes zu drehen. Das Rad ist über dem Band angeordnet und liegt in einer Ebene parallel zur Bewegungsrichtung des Bandes. Jede Speiche trägt eine Anzahl, beispielsweise 2 Schneidmesser, um gleichzeitig eine Anzahl Verbindungsstellen zwischen aufeinanderfolgenden "Sechserpackungen" durchzutrennen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird am besten verständlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schneidrades über einem Trägerband,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Schneidrades,

Fig. 3 eine Endansicht von rechts in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Trägerband zur Darstellung der Zusammenarbeit eines der Zähne oder Verbindungsstücke auf dem Schneidrad mit dem Band,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Zahnes,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Zahnes und

Fig. 7 eine Endansicht eines Zahnes.

Es wird nunmehr ausführlicher auf die Zeichnungen eingegangen, und zwar zunächst auf Fig. 1, welche eine Einsetzmaschine 20 zeigt, der ein Trägerband 22 und Büchsen 24 zugeführt werden. Das Trägerband ist kontinuierlich mit darin gebildeten Öffnungspaaren zur Aufnahme der Büchsen. Derartige Maschinen sind hinreichend bekannt und brauchen nicht aus­ führlicher gezeigt zu werden; sie können gleich oder ähn­ lich denjenigen nach den US-Patenten 3 816 968 oder 4 250 682 sein.

Die mit dem Trägerband 22 zusammengefügten Büchsen 24 verlassen die Einsetzmaschine 20 und werden durch eine Büchsenvorschubvorrichtung 26 bekannter Art nach links vorgeschoben. Dies können beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Weges liegende Sternräder sein, die die Büchsen erfassen, um sie auf einer Lagerfläche 28 entlanggleiten zu lassen. Die Vorschubeinrichtung kann auch innerhalb der Einsetzmaschine 20 angeordnet sein. Es werden Sechserpackungen 30 von Büchsen aufeinanderfolgend von dem kontinuierlichen Trägerband abgetrennt, und zwar mittels eines Schneidrades 32. Das Rad enthält in seiner allgemeinen Darstellung in Fig. 1 eine mittlere Nabe 34 mit einer Anzahl sich nach außen von ihr fort erstreckender Speichen 36. Die Speichen liegen nicht auf Radien, was aus dem folgenden klar wird.

Jede Speiche 36 trägt an ihrem äußeren Ende einen Kunststoffzahn 38, und die aufeinanderfolgenden Zähne 38 passen in Öffnungen 122 des Bandes 22 zum Drehen des Rades 32. Für die Aus­ führungsform der Sechserpackung ist auf jeder dritten Speiche 36 in Paar Schneidmesser 40 vorgesehen.

Zur Veranschaulichung eines Beispiels sind die Messer 40 als sich über die Zähne 38 hinweg nach außen erstreckend dargestellt; es handelt sich hierbei um eine Übertreibung, was aus dem folgenden klar wird. Es ist offensichtlich, daß die erwünschte Packung, z. B. eine Vierer-, Sechser-, Achterpackung die Anordnung der Schneidmesser auf jeder zweiten, dritten oder vierten Speiche erfordert.

Es ist nunmehr auf Fig. 2 und 3 hinzuweisen, in denen die Nabe 34 mit einem Paar ähnlicher beabstandeter Platten 42 ausgestattet ist. Die Platten sind durch einen Zylinder 44 auf Abstand gehalten, welcher eine Welle 46 umgibt, die über geeignete Lagerungen wie die Seiten­ platten 48 das Rad 32 drehbar lagert. Weitere zylindri­ sche Abstandshalter 50 halten die Platten 42 von der Lagereinrichtung auf Abstand. Die Platten 42 sind ferner durch die Strebe 36 auf Abstand gehalten, die zwischen ihnen angeordnet sind, einen rechteckigen Quer­ schnitt haben und in axialer Richtung erheblich länger sind als im rechten Winkel dazu. Die Platten sind durch sechs in gleichmäßigen Winkelabständen voneinander ange­ ordnete Bolzen 52 aneinander befestigt, die sich durch die Platten hindurcherstrecken und mit Muttern 54 versehen sind.

Es ist bereits erwähnt worden, daß die Speichen 36 nicht genau radial angeordnet sind. Dies ist am besten ersicht­ lich aus Fig. 2, in welcher die Speiche 36A parallel zu einem senkrechten Radius 56 gezeigt ist. Die Speiche 36A ist dem Radius 56 voreilend angeordnet und zwi­ schen den Platten 40 und 42 mittels eines Paares Befesti­ ger 58 und 60 befestigt. Die Befestiger bestehen vorzugs­ weise aus Schrauben mit Steckschlüsseleinsätzen. Es sind 24 Speichen 36 vorhanden, und so­ mit 24 Befestiger 58, die mit gleichmäßigen Abständen bogenförmig auf einem gemeinsamen Radius um die Nabe 34 herum angeordnet sind. In ähnlicher Weise sind 24 gleich­ mäßig bogenförmig beabstandete Befestiger 60 auf einem anderen gemeinsamen Radius mit Abstand um die Naben herum angeordnet. Demgemäß erreicht jede nachfolgende Speiche 36 eine Senkrechtstellung, bevor sie den senkrechten Radius 56 erreicht; die Drehbewegung erfolgt im Uhrzeigersinne wie durch den Pfeil 62 angegeben.

Die Speiche 36A und jede dritte Speiche 36 trägt eine Schneidvorrichtung bzw. ein Messer 40. Es sind tatsächlich zwei derartige Messer 40 vorhanden, wie aus Fig. 3 ersichtlich, und diese Messer sind zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung relativ zu der entsprechenden Speiche 36 gelagert. Ein recht­ eckiger Rahmen 64 umfaßt den Außenabschnitt jeder dritten Speiche 36 und weist einen hinteren Flansch 66 mit einer darin gebildeten Öffnung auf. Zwischen der Öffnung und einem Stehbolzen 70 ist eine Feder 68 gespannt, die sich von der entsprechenden Speiche 36 in Rückwärtsrichtung erstreckt. Die Feder drückt normalerweise die obere Kante 67 des Rahmens 64 im wesentlichen radial nach innen in einen Eingriff mit dem entsprechenden Stehbolzen 70 hinein.

Der Rahmen ist mit einem Paar einander gegenüberliegend axial verlaufender Flansche 74 versehen, an denen die Schneidmesser 40 beispielsweise durch Schrauben 76 befestigt sind, die sich durch die Messer hindurcherstrecken und in Öffnungen des Flansches 74 eingeschraubt sind. Jedes Messer 40 enthält einen Schaft 78 und einen breiteren Schneidkopf 80, der sich von dem Schaft 78 allgemein radial nach außen erstreckt. Die äußere Schneidkante des Kopfes 80 weist eine mittig an­ geordnete scharfe Spitze 82 auf, sowie schräg verlaufende Schneidkanten 84, die sich zu ihren beiden Seiten er­ strecken.

An den Rückseiten der Flansche 74 ist ein Paar Blöcke 86 jeweils durch Bolzen 88 befestigt, die sich durch die Blöcke hindurcherstrecken und in Gewindeöffnungen der Flansche eingeschraubt sind. Die Blöcke 86 sind mit fluchtenden Öffnungen versehen, die eine Welle 90 tra­ gen, welche sich an jedem Ende von den Schneidmessern 40 nach außen erstreckt. Auf der Welle sind von den ent­ sprechenden Blöcken 86 nach außen zylindrische Abstands­ halter 92 vorgesehen, und von den Abstandshaltern 92 auf der Welle nach außen sind Rollen 94 vorgesehen. Auf den äußeren Rändern der Welle sind Hal­ terungen 96 in Form von Überwürfen durch geeignete Mittel wie beispielsweise Stellschrauben (nicht gezeigt) befestigt. Die Rollen 94 und Abstandshal­ ter 92 sind vorzugsweise aus geeignetem Kunstharz wie Acetalharz hergestellt, das unter dem Warenzeichen Delrin gehandelt wird.

Die Rollen 94 werden jeweils in Nocken­ bahnen 98 in festen Körpern 100 aufgenommen, die durch geeignete Einrichtungen gelagert sind, beispielsweise durch Befestigung an der Seitenplatte oder den Seiten­ platten 48. Die Nockenbahn braucht sich nicht über den gesamten ringförmigen Weg zu erstrecken, über den sich die Rollen 94 bewegen, da nur ein kurzer Teil dieses Weges wirksam ist. Die Lage der Rollen 94 ist angedeutet durch die unterbrochene Linie 102 in Fig. 2. Es ist ersichtlich, daß der größte Teil dieser Linie auf einem Kreis liegt, daß jedoch ein nach außen vorstehender Teil 104 des Weges vorhanden ist, dem sich ein breiter hoher Abschnitt 106 und ein zu dem kreisförmigen Abschnitt 102 zurückführender Abschnitt 108 anschließt. Der Weg 102 stellt die mittlere Lage der Welle 90 dar, und die obere Kante 72 des Rahmens 64 stößt über den größten Teil der Länge des Weges 102 unter der Spannung der Feder 68 gegen den Stehbolzen 70. Wenn jedoch die Rollen 94 auf den wirksamen Abschnitt der Nockenbahn 104, 106 und 108 auftreffen, dann werden der Rahmen 64 und daher die Schneidmesser 40 in die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Stellung nach unten vorgestoßen und anschließend leicht über diese Stellung hinweggestoßen. Der Weg der Oberteile der Büchsen 24 ist durch die unter­ brochene Linie 110 angedeutet. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung, in der sich die Speiche 36A in einer senkrech­ ten Lage befindet, erstreckt sich die Spitze des Schneid­ messers etwa 0,65′′ unter die Oberseite der Büchsenlinie 110. Der Schnitt ist bis zu diesem Zeitpunkt grundsätz­ lich vollendet. Der Schnitt beginnt mit dem Hindurchdrin­ gen der scharfen Spitze 68 des Schneidmessers durch den Kunststoffstreifen und setzt sich nach außen in beiden Richtungen von ihm längs den Schneidkanten 84 nach außen und nach oben fort.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, haben die äußeren Spitzen 112 der Speichen 36 eine verminderte Dicke und sind um einige Grad in Rückwärtsstellung durchgebogen. Diese Durchbiegung kann erzeugt werden durch Biegen des Endabschnitts 112 von verminderter Dicke, oder sie kann ohne Biegen durch Maschinenbearbeitung des Endes der Speiche 36 hervorge­ bracht werden. Jeder Zahn 38 ist auf einem der reduzierten Abschnitte 112 gelagert, und die Form eines Zahnes ist aus den Fig. 5 bis 7 sowie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Jeder Zahn ist aus ge­ eignetem Harzkunststoff wie Acetalharz hergestellt, das unter dem Namen Delrin bekannt ist.

Die Form des Trägerbandes 22 ist in Umrißlinien in Fig. 4 gezeigt, zusammengebaut mit einer Anzahl Büchsen 24. Das Band enthält seitwärts miteinan­ der fluchtende Ringpaare 114, die durch eingeschnürte Bandabschnitte 116 miteinander verbunden sind. Aufein­ anderfolgende Ringpaare sind in Längsrichtung über die Bandabschnitte 118 miteinander verbunden, und bestimmte dieser Abschnitte werden durchtrennt, um das Gefüge aus Band und Büchsen in Sechserpackungen zu unterteilen. Außer den seitliche Ringpaare verbindenden eingeschnürten Bandab­ schnitten 116 sind querverlaufende Verbindungsstege 120 vorhanden, die sich zwischen den Ringen erstrecken. Die Stege 120 und benachbarte Abschnitte von vier Büchsen­ ringen 114 bilden zusammen eine ins Querrichtung gestreckte sechseckige Öffnung 122. Wie im Bereiche des linken Ab­ schnitts in Fig. 4 gezeigt, paßt der Zahn 38, dem die Messer 40 zugeordnet sind, genau in eine Öffnung 122. Nachfolgende Zähne passen genau in nachfolgende Öffnun­ gen 122. Da die Büchsen von einer Büchsenvorschubvorrichtung 26 angetrieben werden, wird das Band vorwärtsge­ tragen (nach links in Fig. 4) und treibt somit das Schneid­ rad 32 an. Bei jeder Aufnahme eines der mit einem Messer verbundenen Zähne 38 in eine Öffnung 122 und Ausfahren der Messer 40, wie im vorhergehenden beschrieben, werden die schmalen Kunststoffverbindungsstellen 118 durch­ trennt, um dadurch aufeinanderfolgende Sechserpackungen voneinander zu trennen.

Alle Zähne 38 sind von identischer Konstruktion, und jeder hat eine Vorderseite 124 und eine Rückseite 126 parallel zueinander und mit einer allgemein rechteckigen Außen­ linie. Die rechteckige Außenlinie wird ergänzt durch gegen­ überliegende Endflächen 128 und 130, wodurch sich ein all­ gemein rechteckiges Schnittbild ergibt (Fig. 4 und 7). Bei 132 sind abgeschrägte Ecken vorgesehen, die auch an dem unteren Abschnitt und in Richtung auf das Oberteil nach innen schräg verlaufen, um den gegenseitigen Paßein­ griff zwischen dem Zahn und den Öffnungen 122 zu erleich­ tern. Der vordere Abschnitt jedes Zahnes (in Bewegungs­ richtung) ist im Bereiche der abgeschrägten Ecken mit kurzen Facettflächen 133 versehen, die den Eintritt des Zahnes in die Öffnung 122 des Bandes erleichtern. Zu den kurzen Facetten gibt es kein Gegenstück in dem hinteren Ende des Zahnes, wodurch der Zahn unsymmetrisch wird. Dies unterstützt den Zahn beim Eintritt in die Öffnung 122 und bei der Verkeilung gegen die Büchsen zur Straf­ fung des Bandes 118 in oder nahe dem Augenblick, in welchem das Band durchtrennt wird. Das gestraffte Band läßt sich leichter durchtrennen, und der Schnitt ist gleichmäßiger und genauer. Es ist auch eine größere Lebensdauer für das Schneidmesser zu erwarten.

Der obere Abschnitt des Zahnes ist bei 134 eingekerbt zur Aufnahme des Verlängerungsabschnitts 112 der ent­ sprechenden Speiche 136, und durch die miteinander fluch­ tenden Öffnungen in dem Verlängerungsabschnitt und den Vorder- und Rückseiten des Zahnes erstreckt sich ein Stift 135 hindurch (Fig. 3). Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, erstrecken sich die abgeschrägten Flächen 132 über die Endwände 128 und 130 hinaus und bilden Ver­ längerungen 138. Die Form jedes Zahnes ist derart, daß der Eintritt aufeinanderfolgender Zähne in aufeinander­ folgende Öffnungen 122 ohne Beschädigung des Kunststoff­ bandes 22 ermöglicht wird. Die weiche Beschaffenheit des Zahnes begünstigt einen solchen Eintritt ohne Beschädigung. Die Asymmetrie jedes Zahnes führt jeden Zahn in eine Berührung mit Randabschnitten der Büchsen hinein, um ein Straffen des Bandes zum Schneiden zu erwirken.

Die Winkellage der entsprechenden Speichen von der ra­ dialen Richtung fort erleichtert das Schneiden des Kunst­ stoffbandes durch eine Bewegung im wesentlichen lotrecht zu dem Band und sichert dadurch ein Schneiden an genau der gewünschten Stelle. Die scharfe Spitze jedes Schneid­ messers stellt ein anfängliches Durchdringen des Kunst­ stoffbandes sicher, während die konkaven Schneidflächen von der Spitze nach außen das nachfolgende Durchtrennen des Kunststoffmaterials erleichtern.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Herstellung von Verpackungseinheiten aus einem mit Behältern bestückten, von einer Fördereinrichtung bewegten Trägerband aus Kunststoff, das in bestimmten Abständen zwischen den Behältern Öffnungen aufweist, mit einer Schneideinrichtung, die ein mit radialen Messern versehenes, oberhalb des Trägerbandes (22) angeordnetes Schneidrad zum Durchtrennen von Verbindungsstellen des Trägerbandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidrad (32) mit in die Öffnungen (122) des Trägerbandes greifenden Vorsprüngen (Zähne 38) versehen ist, wodurch das Schneidrad von dem Trägerband drehbar angetrieben ist, und daß die Messer (40) im Bereich bestimmter Vorsprünge radial ausfahrbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Messer (40) von einer Nockenbahn (98) steuerbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge an Speichen (36) ausgebildet sind, die in gleichmäßigen Abständen bogenförmig um eine Nabe (34) herum angeordnet sind und die Bewegung der Messer (40) im wesentlichen parallel zu den Speichen (36) erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung in Bezug auf einen betreffenden Radius (56) des Schneidrades schräg angeordnet ist, wodurch jeder Vorsprung dem Radius voreilend in eine senkrechte Lage zum Trägerband gerät.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (40) beid­ seitig eines bestimmten Vorsprungs zum Durchtrennen von Verbindungsstellen in eingeschnürten Bandabschnitten (118) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung beim Eintreten in eine Öffnung (122) mit angrenzenden Behältern verkeilbar ist, um das Trägerband (22) im Bereich der abzutrennenden Verbindungsstellen zu straffen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung als Zahn (38) mit einer abgeschrägten Erweiterung (133) ausgebildet ist, die mit Behältern zusammenwirkt, um das Trägerband zu straffen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (38) aus Kunststoff gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (38) asymetrisch ist.