DE4001370A1

DE4001370A1 - Rotationsabnehmer fuer verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE4001370A1
Application number: DE19904001370
Authority: DE
Inventors: Lothar Kraft
Original assignee: PACKMASTER SYSTEM ENTWICKLUNG
Current assignee: 4P Nicolaus Kempten GmbH
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1991-07-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsabnehmer zum Transport flacher Teile, insbesondere für Verpackungs maschinen, insbesondere zur Aufnahme und Ablage von Verpackungszuschnitten, die aus einem Magazin in paraller Hintereinanderlage der Verpackungsmaschine zugeführt werden und innerhalb der Verpackungsmaschine weiterverarbeitet werden, beispielsweise um Verpackungs gut herumgefaltet werden.

Bekannte Rotationsabnehmer wie sie beispielsweise auch in Verpackungsmaschinen verwendet werden, weisen vor zugweise eine Mehrzahl von Halteelementen auf, mit denen der jeweils vorderste Verpackungszuschnitt aus dem Magazin entnommen wird und über eine vorgegebene Trans portbahn zur Weiterverarbeitung auf einem Träger belie biger Art abgelegt wird. Derartige Rotationsabnehmer sind insofern als nachteilig anzusehen, als bei einer reinen Rotationsbewegung ein wirklich sicheres und präzises Aufnehmen und Ablegen des Materials nicht immer gewährleistet ist, insbesondere dann, wenn hohe Trans porttaktzahlen benötigt werden.

In manchen Systemen ähnlicher Art, bei denen Material aufgenommen und abgelegt werden muß, werden die Halte elemente separat gesteuert, was beispielsweise durch Preßluft oder hydraulisch geschehen kann. Derartige Systeme sind aber kompliziert, störanfällig und aufgrund der komplexen Regel- und Schaltungsvorgänge nicht zum Betrieb mit hohen Taktzahlen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rota tionsabnehmer mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 derart weiterzubilden, daß der Greif und Ablegevorgang sicher und mit relativ hoher Ge schwindigkeit erfolgen kann, ohne daß eine komplizierte Bewegungssteuerung der einzelnen Halteelemente notwendig ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruches 1 gelöst, vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen 2-10.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, der Trägervor richtung neben der reinen Drehbewegung eine oszillieren de Bewegung so zu überlagern, daß die Halteelemente kollektiv miteinander vor dem Moment der Materialauf nahme und der Materialabgabe zunächst gegen des aufzu nehmende Teil bzw. gegen die Ablagefläche geführt werden (in einer Translationsbewegung) und im Moment der Bewegungsumkehr, in dem jeweils das Teil aufgenommen bzw. abgegeben wird ein kurzfristiger Stillstand der Halteelemente erfolgt.

Die Bewegungsüberlagerung geschieht dadurch, daß der Trägervorrichtung eine Taumelbewegung über eine Mehrzahl von Exzenterhebeln überlagert wird, wobei die Exzenter hebel zum Drehantrieb der Trägervorrichtung auf den Achsen von Planetenrädern befestigt sind, die mittels eines Sonnenrades angetrieben werden. Es sind mehrere Exzenter vorteilhaft, insbesondere mindestens zwei, vorzugsweise vier Exzenter an den beiden Enden der Trägervorrichtung, wobei alle Exzenter synchron um laufende Drehbewegungen ausführen.

Da bei der Rotations-Taumelbewegung der Trägervorrich tung nicht unerhebliche Massen positiv und negativ beschleunigt werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Massenausgleich erfolgt. Dazu ist an den Exzenter hebeln zusätzlich eine Massenausgleichsscheibe be festigt, die eine zur Taumelbewegung der Trägeranordnung gegenläufige Taumelbewegung durchführt, wodurch die Gesamtheit der drehenden und oszillierenden Massen aus gewuchtet wird. Zu diesem Zwecke sind die Exzenterhebel als Doppelexzenter ausgeführt, an einem Exzenterende ist ein Seitenelement der Trägervorrichtung angeordnet, das andere Exzenterende das die Exzenterachse umfassen kann, trägt ein Lager für die Massenausgleichsscheibe.

Die Trägervorrichtung ist vorzugsweise trommelartig ausgebildet. Unter trommelartig ist zu verstehen, daß sie runde, ringartige Seitenelemente haben soll, die über eine Mehrzahl von Querstreben oder z. B. auch über eine Zylinderwandung in Verbindung stehen. Die Halte elemente sind außen an den Querstreben oder auf der Außenseite der Zylinderwandung befestigt. Es ist vor teilhaft, wenn die Halteelemente in Halteelementreihen angeordnet sind, andere Konfigurationen der Halte elemente sind aber ebenso möglich.

Die Halteelemente sind in vorteilhafter Weise Saugnäpfe, die im Moment der Materialaufnahme mit Vakuum beauf schlagt werden, welches im Moment der Materialabgabe abschaltbar ist. Die zugehörige Vakuumsteuerung kann durch eine Nockenscheibe erfolgen, die drehfest an einer der Stirnseiten der Hauptwelle angeordnet ist. Derartige Vakuumsteuerungen für drehangetriebene Teile sind an sich bekannt und bedürfen im Zusammenhang mit der vor liegenden Erfindung keiner weiteren Erläuterung.

Das Planetengetriebe besteht aus einem Sonnenrad, welches durch eine Innenverzahnung eines feststehenden Gehäuseteils gebildet wird, innerhalb dessen die Mehr zahl der Planetenräder kämmend auf der Innenverzahnung abrollt. Die Radienverhältnisse des Sonnenrades bzw. der Planetenräder sind maßgeblich für die Art der sich er gebenden Zykloide, um die Extremlagen der Zykloide an die innerhalb des Rotationsabnehmers vorliegenden Er fordernisse anzupassen, bedarf es nur relativ einfacher geometrischer Überlegungen, wie sie sich beispielsweise aus dem Lehrbuch "Taschenbuch der Mathematik von Bron stein-Semendjajew, BSB B.G. Teubner Verlagsgesellschaft 1974, Seiten 69 ff." ergeben. Daraus geht hervor, daß auch die Länge der gewählten Exzenterhebel für die Zykloidenform eine wesentliche Rolle spielt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Rotationsabnehmers;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Antriebsteils des Rotationsabnehmers;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Rotationsabnehmer.

Der in Fig. 1 dargestellte Rotationsabnehmer fur eine nicht weiter dargestellte Verpackungsmaschine dient zur Aufnahme und Ablage von Verpackungszuschnitten, die aus einem Magazin in paralleler Hintereinanderlage der Ver packungsmaschine zugeführt werden und innerhalb der Verpackungsmaschine um Verpackungsgut herumgefaltet werden können. Der Rotationsabnehmer 1 besteht i. w. aus zwei Seitenelementen 2, 3, zwischen denen sich Quer streben 4 erstrecken, die starr an den Seitenelementen 2, 3 befestigt sind. Auf den Querstreben sind die Halte elemente in Form von Saugnäpfen 5 mittels u-förmiger Klemmhalter 6 befestigt, und zwar so, daß auf jeder Querstrebe 4 eine Mehrzahl von Saugnäpfen 5 angeordnet sind. Die mit den Saugnäpfen 5 versehene Trägervor richtung ist insgesamt zylinderförmig ausgebildet, die Saugnäpfe haben von der Zylindermittellinie 7 alle den gleichen Abstand.

Die Saugnäpfe 5 sind mittels nicht dargestellter Druck leitungen aus flexiblem Material mit Hauptdruckleitungen 8 verbunden, die innerhalb einer den Rotationsabnehmer 1 durchsetzenden Hauptwellen 9 als Längsbohrungen mit Queranschlüssen 10 ausgebildet sind.

Um nun zu erläutern, auf welche Weise der Rotationsab nehmer 1 befestigt und angetrieben ist, wird auf die Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 verwiesen. In Fig. 2 ist zunächst ein festes Gehäuse 11 dargestellt, das von der Hauptwelle 9 mit den Hauptdruckleitungen 8 durchsetzt ist. Die Hauptwelle 9 ist über eine Mehrzahl von Lagern 12 im Gehäuse 11 drehbar gelagert und wird über eine Antriebswelle 13 mit einem Kegelgetriebe, bestehend aus Ritzel 14 und Kegelrad 15 angetrieben. An dem Kegelrad 15 ist ein Planetenlagerrad 16 befestigt, an dessen Peripherie 17 Planetenräder 18 mit Planetenradwellen 19 gelagert sind. Die Planetenräder 18 sind bekannter Weise Zahnräder, die eine Innenverzahnung 20 des Innengehäuses 11 kämmen und bei Rotation der Hauptwelle 9 respektive des Planetenlagerrades 11 durch den Eingriff in die Innenverzahnung 20 rotieren und dabei die Planetenrad wellen 19 antreiben.

Wie nun am besten in Fig. 3 zu sehen ist, sitzt auf jeder Planetenradwelle 19 ein Exzenterhebel 21, der an seinem Ende 22 gelenkig mit Lagern in den zugeordneten ringförmigen Seitenelementen 2, 3 verbunden ist. In Fig. 3 sind vier Planetenräder mit vier Exzenterhebeln 21 dargestellt, die alle vier von ihren zugeordneten Planetenradwellen 19 in gleicher Richtung abstehen und bei Rotation des Planetenlagerrades 16 synchron und jeweils parallel zueinanderstehend umlaufen. Dadurch wird dem Seitenelement 2 und damit dem gesamten Ro tationsabnehmer eine Taumelbewegung vermittelt, die dafür sorgt, daß die Saugnäpfe 5 auf Zykloidenbahnen laufen und in einer ganz bestimmten Drehstellung des Rotationsabnehmers 1 bezogen auf die Hauptwelle 9 radial außen- und innenliegende Extremlagen einnehmen können. In einer radial außenliegenden Extremlage sind die Saug näpfe 5 dem vordersten Verpackungszuschnitt zugewandt und können diesen aufnehmen, in einer weiteren Radial extremlage werden die Verpackungszuschnitte abgelegt.

An den anderen Enden der Exzenterhebel 21, d. h. jen seits der Planetenradwellen 19 sind Lagerelemente 24 einer Massenausgleichsscheibe 25 angeordnet, die eine zur Taumelbewegung des Rotationsabnehmers 1 gegenläufige Taumelbewegung durchführt, um dadurch die Gesamtheit der drehenden und oszillierenden Massen des Rotationsab nehmers auszuwuchten, wodurch die Maschine insgesamt sehr ruhig läuft, was der Betriebssicherheit zuträglich ist.

Aus Fig. 2 geht weiterhin hervor, daß an der Hauptwelle 9 eine Nockenscheibe 25 angeordnet ist, die von einem Nockenabtaster 26 beaufschlagt wird, wodurch bei Rotation der Hauptwelle 9 eine drehwinkelabhängige Vakuumsteuerung über eine nicht dargestellte pneumatische Schalteinrichtung erfolgen kann. Dadurch können die Saugnapfreihen im richtigen Moment mit Vakuum beauf schlagt werden, um die Verpackungszuschnitte aufzunehmen bzw. abzugeben.

Bezugszeichenliste

1 Rotationsabnehmer
2 Seitenelement
3 Seitenelement
4 Querstrebe
5 Saugnäpfe
6 Klemmhalter
7 Zylindermittellinie
8 Hauptdruckleitung
9 Hauptwelle
10 Queranschluß
11 Gehäuse
12 Lager
13 Antriebswelle
14 Ritzel
15 Kegelrad
16 Planetenlagerrad
17 Perepherie
18 Planetenrad
19 Planetenradwelle
20 Innenverzahnung
21 Exzenterhebel
22 Ende von 21
23 weiteres Ende von 21
24 Lagerelemente
25 Nockenscheibe
26 Nockenabtaster

Claims

1. Rotationsabnehmer (1) insbesondere für Verpackungs maschinen, insbesondere zur Aufnahme und Ablage von Verpackungszuschnitten, die aus einem Magazin in paralleler Hintereinanderlage der Verpackungs maschine zugeführt werden und innerhalb der Ver packungsmaschine weiterverarbeitet werden z. B. um Verpackungsgut herumgefaltet werden, wobei der Rotationsabnehmer (1) vorzugsweise eine Mehrzahl von Halteelementen (Saugnäpfen 5) aufweist, mit denen der jeweils vorderste Verpackungszuschnitt aus dem Magazin entnehmbar ist und über eine vorgegebene Transportbahn zur Weiterverarbeitung auf einem Träger abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (Saugnäpfe 5) an einer Träger vorrichtung angeordnet sind, die zum einen drehan getrieben ist und deren Drehbewegung zum anderen eine oszillierende Bewegung derart überlagert ist, daß die Halteelemente (Saugnäpfe 5) zumindest im Moment der Aufnahme und der Abgabe der Teile nach einer gegen das aufzunehmende Teil gerichteten überlagerten Translationsbewegung bzw. gegen die Ablage gerichteten Translationsbewegung kurzfristig weitgehend zum Stillstand kommen.

2. Rotationsabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägervorrichtung für die Halteelemente (Saugnäpfe 5) an einer Mehrzahl von Exzenterhebeln (21) gelagert ist, die beim Drehantrieb der Träger vorrichtung über Planetenräder (18) mittels eines Sonnenrades (Innenverzahnung 20) angetrieben werden.

3. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Exzenterhebel (21) an zwei Planetenrädern (18) befestigt sind und beide Ex zenterhebel (21) gleichgerichtete, synchron um laufende Drehbewegungen ausführen.

4. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Exzenterhebeln (21) neben der Trägervor richtung eine Massenausgleichsscheibe (25) ange ordnet ist, die eine der Taumelbewegung der Träger anordnung gegenläufige Taumelbewegung durchführt, um dadurch die Gesamtheit der drehenden und oszillierenden Massen auszuwuchten.

5. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägervorrichtung für die Halteelemente (Saugnäpfe 5) trommelartig ausgebildet ist derart, daß sie runde Seitenelemente (2, 3) hat, die über eine Mehrzahl von Querstreben (4) oder eine Zylinderwandung in Verbindung stehen und die Halte elemente (Saugnäpfe 5) an den Querstreben (4) oder der Zylinderwandung angeordnet sind.

6. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Halteelementreihen in Längs richtung der Trägervorrichtung gleichverteilt auf deren Umfang angeordnet sind.

7. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente als Saugnäpfe (5) ausgebildet sind, die im Moment der Aufnahme der Teile mit Vakuum beaufschlagt werden, welches im Moment der Abgabe abgeschaltet wird.

8. Rotationsabnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumsteuerung durch eine Nockenscheibe (25) erfolgt, die an einer der Stirnseiten der Hauptrolle (9) angeordnet ist.

9. Rotationsabnehmer nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (18) auf einer gehäusefesten Innenverzahnung (20) abrollen, die das Sonnenrad bildet.

10. Rotationsabnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Halteelemente (Saufgnäpfe 5) auf einer Zykloide liegen, wobei die Materialauf nahme und -abgabe in Lagen der Halteelemente in radialer Außenlage der Zykloide erfolgt.