DE3636241C2 - Vorrichtung zur Betätigung von Siegelbacken einer Verpackungsmaschine - Google Patents
Vorrichtung zur Betätigung von Siegelbacken einer VerpackungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung und
Steuerung der Andrückdauer von Siegelbacken in einer Ver
packungsmaschine, insbesondere von Siegelbacken zum Siegeln
von Faltlappen, mit einem mit einer Steuerkurve versehenen
Betätigungsorgan für die Siegelbacken, einem das
Betätigungsorgan antreibenden Antrieb und einem Abtastorgan
zur Übertragung der Bewegung des Betätigungsorgans auf die
Siegelbacken, wobei die Andrückdauer unabhängig von der
Taktzeit der Verpackungsmaschine, zugleich aber in Abhängigkeit
vom Beginn eines Arbeitstaktes steuerbar ist.
Verpackungsmaschinen sind mit Schweiß- bzw. Siegelorganen,
nämlich Siegelbacken, ausgerüstet, wenn Gegenstände in
siegelfähige Folien bzw. in mit siegelfähiger Beschichtung
versehenes Verpackungsmaterial eingehüllt werden. Bei der
Herstellung von Zigarettenpackungen ist deren äußere
Umhüllung aus thermisch schweißbarer Folie im Bereich von
Stirnflächen zur Fixierung von einander überdeckenden Falt
lappen zu siegeln. Hierfür werden (beheizte) Siegelbacken
eingesetzt, die während einer begrenzten Zeit Anlage an den
Flächen der Packungen bzw. an den Faltlappen erhalten.
Um einerseits eine ausreichend haltbare Siegelung der Falt
lappen zu erzielen, andererseits aber eine Beschädigung der
Folie durch überlange Beaufschlagung durch die beheizten
Siegelbacken zu vermeiden, ist es erforderlich, die Andrückdauer
der Siegelbacken exakt einzuhalten. Die Sicherstellung
genauer, konstanter Siegelzeiten bei vorgegebenem
Druck und bestimmter Temperatur der Siegelbacken ist
dadurch erschwert, daß die zu beaufschlagenden Packungen
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit transportiert werden
können. Grund hierfür sind Veränderungen in der Taktzeit
bzw. -zahl der Verpackungsmaschine. Grundsätzlich sind
mindestens drei unterschiedliche Leistungsbereiche der Ver
packungsmaschine in der Praxis anzutreffen: Die Normal
geschwindigkeit entspricht der vorgegebenen Leistung der
Verpackungsmaschine, bei Zigarettenpackungen zum Beispiel
400 Takte pro Minute. Für die Durchführung von Arbeiten an
der Verpackungsmaschine, insbesondere für die Beseitigung
von Fehlpackungen etc., ist ein Kriechgang eingerichtet,
bei dem die Verpackungsmaschine mit deutlich reduzierter
Taktzahl läuft, zum Beispiel mit 200 Takten je Minute.
Sodann sind Verpackungsmaschinen mit einem sogenannten
Overdrive ausgerüstet, der kurzzeitig Taktzahlen oberhalb
der Normalgeschwindigkeit ermöglicht.
Aus der DE 33 35 310 A1 ist eine Vorrichtung zum Konstant
halten der Siegelzeit beim Heißsiegeln der Klarsichthüllen
von Zigarettenpackungen bekannt. Unabhängig von der Takt
geschwindigkeit oder der Taktzeit einer zugeordneten Ver
packungsmaschine soll stets eine konstante Siegeldauer
gewährleistet sein. Der Antrieb für die Siegelbacken ist zu
diesem Zweck unabhängig vom Antrieb der Verpackungsmaschine.
Einzig der Beginn einer jeden Bewegung der Siegelbacken
muß in Abhängigkeit vom Beginn der einzelnen Arbeitstakte
gesteuert werden. Hierzu sind aufwendige Logikschaltungen
in Verbindung mit verschiedenen Signalgebern
vorgesehen. Die Bewegung der Siegelbacken erfolgt mit Hilfe
einer Steuerscheibe, die einen mit einem Näherungsinitiator
zusammenwirkenden Steuernocken aufweist. Aufbau und
Wirkungsweise sind äußerst kompliziert.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung
vorzuschlagen, die eine konstante, den jeweiligen Erforder
nissen angepaßte Andrückdauer und damit Siegeldauer der
Schweiß- bzw. Siegelbacken unabhängig von der Taktzahl der
Verpackungsmaschine gewährleistet.
Zur Lösung der Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine hin-
und herschwenkbare Kurvenschwinge ist, die als zweiarmiger
Hebel ausgebildet ist und die vom Antrieb in Abhkängigkeit
vom Beginn eines Arbeitstaktes über eine Kurbel angetrieben
wird, wobei die Kurvenschwinge während einer vollen Um
drehung der Kurbel eine hin- und hergehende Schwenkbewegung
ausführt und dabei mit einer an einem Ende der Schwinge
angeordneten Kurvenbahn auf das die Siegelbacken beauf
schlagende Tastorgan zur Bestimmung der Stellung der Siegel
backen wirkt.
An sich ist es bereits aus der DE 25 28 631 A1
bekannt, die Siegelbacken mit Hilfe eines Tastorgans
zu bewegen, welches einen hin- und herschwenkbaren
Kurvenbahnabschnitt abtastet, der seinerseits durch eine
Kurbel bzw. einen Exzenter angetrieben wird und während einer vollen
Umdrehung dieser Kurbel bzw. dieses Exzenters genau eine
hin und her Schwenkbewegung ausführt. Bei dieser
bekannten Anordnung stehen jedoch Siegeldauer und
Taktzeit in einem konstanten Verhältnis, weshalb die
Siegeldauer nicht unabhängig von der Taktzahl variiert
werden kann.
Anmeldungsgemäß wird das
Betätigungsorgan für die Siegelbacken bzw. ein Antrieb
hierfür so betätigt, daß die Andrückdauer der Siegelbacken
stets, also auch bei sich ändernder Maschinendrehzahl,
konstant ist, gleichwohl aber der Beginn einer
Andrückphase der Siegelbacken durch die Verpackungsmaschine
(mittelbar) eingeleitet wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den rückbezogenen
Ansprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Getriebe für die Betätigung von Siegel
backen in schematischer Seitenansicht,
Fig. 2 das Getriebe gemäß Fig. 1 in veränderter
Position (Siegelstellung).
Die gezeigte Vorrichtung kommt zum Einsatz in Verbindung
mit einer Verpackungsmaschine für quaderförmige Packungen,
insbesondere Zigarettenpackungen 10. Es geht hier um die
Siegelung von Faltlappen einer äußeren Umhüllung der
Zigarettenpackungen 10 aus siegelbarer Folie. Die Falt
lappen (im einzelnen nicht dargestellt) befinden sich im
Bereich von Stirnseiten 11 der Zigarettenpackungen 10.
Diese werden im vorliegenden Falle auf einer zur Ver
packungsmaschine gehörenden (horizontal verlaufenden)
Förderbahn taktweise transportiert, und zwar in zwei
Lagen, also mit jeweils zwei Zigarettenpackungen 10
übereinander. Die Stirnflächen 11 mit den zu siegelnden
Faltlappen sind zur Seite gerichtet. Während einer Still
standsphase der Zigarettenpackungen 10 werden die Falt
lappen der äußeren Umhüllung durch Aufbringen von Wärme
und Druck gesiegelt. Aufbau und Funktion der Förderbahn
für die Zigarettenpackungen 10 sind in Verbindung mit
Verpackungsmaschinen für Zigaretten allgemein bekannt.
Zur Siegelung von Faltlappen jeweils zweier übereinander
liegender Zigarettenpackungen 10 sind hier entsprechend
dimensionierte, beheizte Siegelbacken 12 vorgesehen, die
durch Schwenkbewegung aus einer zurückgezogenen Stellung
(Fig. 1) in die Siegelstellung (Fig. 2) unter Anlage an
den Stirnseiten 11 der Zigarettenpackungen 10 bewegt
werden.
Die Siegelbacken 12 sind zu diesem Zweck hier an einem
zweiarmigen Andrückhebel 13 angebracht. Der aufrechte
Andrückhebel 13 ist mit einem Schwenklager 14 ortsfest
gelagert.
Die Siegelbacken 12 bzw. deren Andrückhebel 13 sind
ständig durch ein elastisches Andrückorgan in die Siegel
stellung (Fig. 2) belastet. Zu diesem Zweck ist am
unteren, freien Ende des Andrückhebels 13 im vorliegen
den Falle eine Zugfeder 15 angebracht, die den Andrück
hebel 13 im Gegenuhrzeigersinn, also in Richtung auf die
Siegelstellung gemäß Fig. 2, belastet.
Die Siegelbacken 12 werden durch ein Betätigungsorgan be
aufschlagt, welches bei dem gezeigten Ausführungsbei
spiel als zweiarmige Kurvenschwinge 16 ausgebildet ist.
Diese ist ebenfalls ortsfest gelagert und um ein Dreh
lager 17 in vertikaler Ebene hin- und herschwenkbar. Die
Kurvenschwinge 16 wirkt auf den Andrückhebel 13 und zwar
auf den unteren Teil desselben. Eine an dem Andrückhebel
13 drehbar angebrachte Tastrolle 18 läuft auf einer am
äußeren, freien Ende der Kurvenschwinge 16 gebildeten
Kurvenbahn 19 ab, wenn die Kurvenschwinge 16
auf und ab schwenkend bewegt wird.
Die Kurvenbahn 19 ist in besonderer Weise ausgebildet.
Ein unterer Bereich ist als Vertiefung 20 und ein oberer
Teil als Erhöhung bzw. als radialer Vorsprung 21 ge
staltet. Zwischen beiden Bereichen der Kurvenbahn 19 be
findet sich ein geschwungener Übergang 22. Vertiefung 20
und Vorsprung 21 sind so gestaltet bzw. haben einen solchen
Abstand vom Drehlager 17, daß die Siegelbacken 12 sich in
Siegelstellung befinden, wenn die Tastrolle 18 im Bereich
der Vertiefung 20 an der Kurvenbahn 19 anliegt. Befindet
sich die Tastrolle 18 im Bereich des Vorsprungs 21, ist
die Siegelbacke 12 zurückgeschwenkt, befindet sich also
außer Siegelstellung.
Die Kurvenschwinge 16 wird durch einen präzise arbeiten
den Antrieb bewegt, welcher die Dauer einer Hin-
und Herbewegung exakt festlegt. Dabei wird durch die
Länge (Umfangsabmessung) der Vertiefung 20 die Andrück
zeit der Siegelbacken 12 an den Zigarettenpackungen 10
bestimmt. Wenn die Tastrolle 18 durch entsprechende Be
wegung der Kurvenschwinge 16 den Bereich der Ver
tiefung 20 verläßt, ist die Siegelphase beendet.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Kurven
schwinge 16 durch einen Schrittmotor 23 über ein Zwischen
getriebe bewegt, nämlich über eine Kurbel 24. Auf einer
ortsfesten Kurbelwelle 25 ist ein mit der Kurbelwelle
umlaufender Kurbelzapfen 26 angebracht, der einen ge
lenkig mit dem freien Ende der Kurvenschwinge 16 ver
bundenen Kurbelarm 27 antreibt. Die Kurbelwelle 25 wird
durch den Schrittmotor 23 angetrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kurbel
24 so ausgelegt, daß während einer vollen Umdrehung der
Kurbelwelle 25 und damit des Kurbelzapfens 26 die Kurven
schwinge 16 eine volle Auf- und Abbewegung
durchführt. Diese Bewegung spielt sich innerhalb
eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine ab. Die Be
wegung der Kurvenschwinge 16 kann unmittelbar mit Be
ginn eines Arbeitstaktes der Verpackungsmaschine in Gang
gesetzt und im Extremfalle, z.B. bei Overdrive-Ge
schwindigkeit, mit diesem abschließen. Die Tätigkeit
der Kurvenschwinge 16 und damit die Bewegung der Siegel
backen 12 können aber innerhalb eines Arbeitstaktes der
Verpackungsmaschine zeitversetzt erfolgen. Die vorzugs
weise einstellbare Bewegungs- bzw. Antriebsdauer des
Schrittmotors 23 ist konstant. Bei dem vorliegenden Aus
führungsbeispiel wird während einer halben Umdrehung des
Kurbelarms 27 die Siegelbacke 12 in Siegelstellung
(Fig. 2) gehalten (Bewegungsphase gemäß Pfeil 28).
Der Schrittmotor 23 als Antrieb für die Kurven
schwinge 16 wird durch die Verpackungsmaschine in Gang
gesetzt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu
diesem Zweck auf einer Maschinenwelle 29, die zweck
mäßigerweise genau im Takt mit der Verpackungsmaschine
umläuft, ein Schaltorgan angebracht in Form einer mit
umlaufenden Schaltscheibe 30. An dieser ist ein in
Radialrichtung vorstehender Schaltzapfen 31 angebracht,
der auf ein Schaltorgan, nämlich einen Initiator 32
wirkt. Dieser wiederum ist schalttechnisch mit dem
Schrittmotor 23 verbunden, so daß bei Erregung des
Initiators 32 durch den Schaltzapfen 31 der Schritt
motor 23 eingeschaltet wird.
Die zurückgeschwenkte
Stellung der Siegelbacken 12 ist durch den Drehbereich
der Kurbel 24 außerhalb des Pfeiles 28 bestimmt und
durch die Dauer des Arbeitstaktes der Verpackungs
maschine bis zum nächsten Schaltimpuls.
Bezugszeichenliste
10 Zigarettenpackung
11 Stirnseiten
12 Siegelbacke
13 Andrückhebel
14 Schwenklager
15 Zugfeder
16 Kurvenschwinge
17 Drehlager
18 Tastrolle
19 Kurvenbahn
20 Vertiefung
21 Vorsprung
22 Übergang
23 Schrittmotor
24 Kurbel
25 Kurbelwelle
26 Kurbelzapfen
27 Kurbelarm
28 Pfeil
29 Maschinenwelle
30 Schaltscheibe
31 Schaltzapfen
32 Initiator
11 Stirnseiten
12 Siegelbacke
13 Andrückhebel
14 Schwenklager
15 Zugfeder
16 Kurvenschwinge
17 Drehlager
18 Tastrolle
19 Kurvenbahn
20 Vertiefung
21 Vorsprung
22 Übergang
23 Schrittmotor
24 Kurbel
25 Kurbelwelle
26 Kurbelzapfen
27 Kurbelarm
28 Pfeil
29 Maschinenwelle
30 Schaltscheibe
31 Schaltzapfen
32 Initiator
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Betätigung und Steuerung der Andrückdauer
von Siegelbacken in einer Verpackungsmaschine, insbesondere
von Siegelbacken zum Siegeln von Faltlappen, mit
einem mit einer Steuerkurve versehenen Betätigungsorgan für
die Siegelbacken, einem das Betätigungsorgan antreibenden
Antrieb und einem Abtastorgan zur Übertragung der Bewegung
des Betätigungsorgans auf die Siegelbacken, wobei die
Andrückdauer unabhängig von der Taktzeit der Verpackungs
maschine, zugleich aber in Abhängigkeit vom Beginn eines
Arbeitstaktes steuerbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Betätigungsorgan eine hin- und
herschwenkbare Kurvenschwinge (16) ist, die als zweiarmiger
Hebel ausgebildet ist und die vom Antrieb (23) in Abhängigkeit
vom Beginn eines Arbeitstaktes über eine Kurbel (24)
angetrieben wird, wobei die Kurvenschwinge (16) während
einer vollen Umdrehung der Kurbel (24) eine hin- und
hergehende Schwenkbewegung ausführt und dabei mit einer an
einem Ende der Schwinge angeordneten Kurvenbahn (19) auf
das die Siegelbacken (12) beaufschlagende Tastorgan zur
Bestimmung der Stellung der Siegelbacken wirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (23) für die Kurvenschwinge (16) durch
einen Initiator (32) einschaltbar ist, der durch ein auf
der Maschinenwelle (29) angeordnetes Steuerorgan, insbesondere
eine Schaltscheibe mit radial abstehendem Schaltzapfen
(31), beaufschlagbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Siegelbacken (12) durch eine Feder (15)
in die Siegelstellung und durch die Kurvenschwinge (16) aus
der Siegelstellung bewegbar sind.
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