DE4010506A1 - Maschine zum dichten verschliessen von verpackungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Verschließen von zylinderförmigen, stetig zugeführten Verpackungen, wie zum Beispiel Nahrungsmittelverpackungen oder sonstige, ent­ sprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich auf Längsverstellvorrichtungen für die Klemmbacken und auf das Öffnen und Schließen der­ selben, sowie die Bewegungsübertragung auf die zu- und ab­ führenden Förderbänder, die sich zwischen den Klemmbacken solcher Maschinen befinden. Die Klemmbacken sind zum dichten Schließen der Verpackungen vorgesehen und können mit einer Vorrichtung zur Einspritzung von Gas in die Verpackung aus­ gestattet sein. In der Regel sind diese Maschinen so aus­ gerüstet, daß sie die Produkte mit komplexen Filmen ein­ wickeln können.

Aus dem ES-Patent 5 50 624 des Anmelders ist eine Verpackungs­ maschine bekannt, die von einem Einwickelelement ausgehend, wie zum Beispiel endloser Folie aus biorientiertem Polypro­ pylen, Zellglas, PVC usw., in der Lage ist, einen endlosen rohrförmigen Körper mit geschlossenem Umfang zu formen, der in der Längsrichtung die verschiedenen zu verpackenden Gegenstände in regelmäßigen Abständen aufnimmt, um an­ schließend den rohrförmigen Körper in dem zu verpackenden Gegenstand oder der Gegenstandsgruppe entsprechende Module aufzuteilen und beide Enden jeder Verpackung dicht zu ver­ schließen. Das alles erfolgt mittels eines automatischen Verfahrens, wobei die Produkte der Maschine einzeln, wie zum Beispiel Brotlaibe, oder in Gruppen mit Aufnahmeplatte bzw. geeignetem Behälter oder ohne sie zugeführt werden können.

Bei Maschinen dieser Art besteht das wesentliche Problem, daß jede einzelne von ihnen für eine bestimmte Produktsorte konzipiert und ausgelegt worden ist. Wenn sie dann für ein Produkt mit anderen Merkmalen verwendet werden müssen, das eine andere Längsverschiebung und verschiedene Schließ­ und Öffnungsmomente erfordert, sind folglich wichtige Ände­ rungsmaßnahmen im Maschineninnenaufbau notwendig, sogar der Ersatz von Klemmen, was eine schwierige und langwierige Aufgabe darstellt, die ausschließlich vom Fachpersonal durch­ zuführen ist. Aus diesem Grund werden diese Maschinen fast ausschließlich für die Einwicklung desselben Produkts bzw. Produkttyps verwendet. Zur Not wird ihre "Programmierung" in seltenen Fällen und für außerordentlich umfangreiche Losgrößen geändert, die ohne beachtliche Kostensteigerung den zur entsprechenden Maschinenänderung notwendigen Auf­ wand rechtfertigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß sie ohne Änderung ihres Innenaufbaus schnell und einfach zum Schließen beliebiger Verpackungs­ typen angepaßt und auch bei kleinen Losgrößen wirtschaft­ lich einsetzbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und ebenfalls nachfolgend erläutert.

Mit der Erfindung kann eine Maschine vom beschriebenen Typ wunschgemäß innerhalb des genannten funktionellen Bereichs ohne Änderung des Innenaufbaus gesteuert werden, d.h. hin­ sichtlich der Längsverschiebung und der Arbeitsgänge zur Öffnung bzw. Schließung der Klemmbacken. Dies erfolgt durch Betätigung der Steuerelemente, die zu diesem Zweck außen angeordnet werden und eine einfache und schnelle Bedienung ermöglichen. Daher kann diese Maschine zur Schließung von beliebigen Verpackungstypen auch bei kleinen Losgrößen mit wiederholten Änderungen innerhalb desselben Tages verwen­ det werden, da die Handgriffe zur Verpackungstypanpassung mit Sekundenschnelligkeit durchgeführt werden können, und somit die Produktivität der Maschine nicht wesentlich be­ einträchtigen.

Zu diesem Zweck sind die Klemmbacken auf einem Schlitten montiert, der sich in Längsrichtung auf dem Maschinenbett bewegen kann. Dieser Schlitten wird von einem ebenfalls schwenkbar auf dem Maschinenbett montierten Arm angetrie­ ben, dem die Drehbewegung der Maschine mittels eines ge­ eigneten, mit Pleueln zur Bewegungsumwandlung ausgestatteten Vorgeleges seine Hin- und Herbewegung verleiht, wobei das letzte Pleuel dieses Transmissionssystems keine Gelenkver­ bindung zum Schwenkarm aufweist, sondern mit einer mit einem Bolzen versehenen Mutter verbunden ist, der sich in einer Nute des Armes bewegt. Diese Mutter kann auf einer Spindel entlang der Nute verschoben werden. Auf diese Weise kann der Verbindungspunkt zwischen dem Pleuel und dem Arm ver­ schiedene Abstände zum Schwenkpunkt des genannten Armes aufweisen. Folglich wird dadurch erreicht, daß der Vorlauf­ winkel des Armes veränderlich ist, da die Längsverschiebung des Pleuels gleichbleibend ist; und zwar, je näher sich die Mutter der Armschwenkachse befindet, desto größer wird der Vorlaufwinkel.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht da­ rin, daß die Armnute mit einer gebogenen Bahn entworfen wurde, deren Mitte in der Schwenkachse des letzten Über­ tragungspleuels liegt. Auf diese Weise setzt die Schwenkbe­ wegung des Armes immer ab demselben Punkt unabhängig von der Stellung der Mutter hinsichtlich der Armnute ein und unterbricht sich zu einer größeren - kleineren Entfernung von diesem. Dies ermöglicht, daß der anfängliche "Anlauf­ punkt" bei der Verschiebung der Klemmbacken konstant bleibt.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung betrifft das Schließ­ system für die Klemmbacken. Zu diesem Zweck wird eine ähn­ liche Vorrichtung wie früher vorgesehen, bei der die Be­ weglichkeit durch einen Exzenter erreicht wird, der eben­ falls auf einen auch mit einer Nute versehenen Schwenkarm wirkt, entlang welcher eine auf einer Spindel montierte Mutter bewegt werden kann. Eine Gelenkverbindung besteht zwischen der Mutter und zwei Zylindern, die auf entsprechen­ de gleichachsige Buchsen wirken, die aber unabhängig vonein­ ander angeordnet sind. Die Buchsen übertragen mittels kurzer Arme und Gelenkzugstangen die Bewegung auf die Klemmbacken bei ständigem Produktfluß, einerseits, weil die Antriebs­ zylinder beiderseits der Drehachse der genannten Buchsen plaziert werden, und andererseits, weil die Nute des auf dem Maschinenbett schwenkbar montierten Armes ebenfalls mit gebogener Bahn ausgelegt wurde.

Bei beiden Vorrichtungen wurde der Antrieb zur Mutterver­ schiebung entlang der entsprechenden Nute des jeweiligen Armes außerhalb der Maschine unter Zuhilfenahme entweder eines Handrads oder eines Hilfsmotors vorgesehen, wenn ein maximaler Automatisierungsgrad gewünscht wird.

Schließlich besteht ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, daß der Schlitten, auf dem die Klemmbacken montiert sind und der sich zusammen mit denselben in Längs­ richtung bewegt, mit zwei Förderbändern ausgestattet ist, und zwar ein abführendes und ein zuführendes, die aufein­ ander abgestimmt und auf dem Maschinenbett, auf dem sie sich bewegen, über Rollen gelagert sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenan­ sicht der Mittel zur Längsverschie­ bung der Klemmbacken,

Fig. 2 zeigt ebenfalls in einer Seiten­ ansicht die Steuermittel zum Schließen der genannten Klemm­ backen,

Fig. 3 zeigt eine schematische Drauf­ sicht der in Fig. 2 dargestellten Baugruppe und

Fig. 4 zeigt schließlich eine schematische Detailseitenansicht des Klemmbacken­ schlittens mit den entsprechenden zu- bzw. abführenden Förderbändern.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst der Bewegungsablauf erläutert. Von dem Punkt ausgehend, an dem die Klemmbacken 1 zum Abschneiden und Versiegeln der Folie geschlossen sind, bewegt sich der Schlitten 2, auf dem die Klemmbacken montiert sind, der Länge nach in der Vorschub­ richtung, wobei die Klemmbacken bis zu einem vorbestimmten Punkt geschlossen bleiben, nach welchem diese dazu neigen, sich bis zu einer ebenfalls gesteuerten Öffnungsbreite von­ einander zu entfernen. Die von den geschlossenen Klemm­ backen in der Längsrichtung zurückgelegte Entfernung wird von der Geschwindigkeit der Folie bestimmt, denn in Abhängig­ keit davon wird ein unterschiedlich langer Hub in der ge­ schlossenen Stellung notwendig, um eine dichte Thermover­ siegelung zu erzielen.

Andererseits wird der Hub der Klemmbacken durch eine not­ wendige maximale Entfernung derselben bedingt, d. h. er ist von dem Volumen oder der Höhe des zu verpackenden Produktes abhängig. Nachdem der äußerste in der Höhe bzw. in der Ent­ fernung zwischen Klemmbacken gesteuerte Punkt erreicht wurde, kehrt der Schlitten mit geöffneten Klemmbacken zur Ausgangs­ stellung zurück. Hier schließen sich wieder die Klemmbacken, um die Folie zu ergreifen, die jetzt die Form eines Zylinders hat und das zu verpackende Produkt im Inneren aufnimmt.

Die mit der Erfindung erreichten Verbesserungen betreffen den zyklischen Ablauf der Klemmbacken und ermöglichen, daß die notwendigen Steuermaßnahmen durchgeführt werden, und zwar in bezug auf die Längsverschiebung in entgegengesetzter Richtung hinsichtlich des Produktsvorschubs bei geöffneten Klemmbacken, sowie bezüglich der Entfernung der Klemmbacken zueinander.

Wie in der die Steuermittel für die Längsverschiebung be­ treffenden Fig. 1 dargestellt, erhält der Schlitten seine Bewegung von einem Arm 3, der schwenkbar um die Achse 4 auf dem Maschinenbett montiert ist. Die Hin- und Herbewegung des Armes 3 entsteht in der Achse 5 des Maschinenantriebs. Die­ ser verleiht mittels einer geeigneten Übertragung 6 seine Drehbewegung einem Exzenter 7, welcher die Drehbewegung durch ein Pleuel 8 in eine Hin- und Herbewegung umwandelt und sie einem Hebel 9 überträgt, der um seinen Mittelpunkt 10 auf einem auf dem Maschinenbett montierten Stützlager 11 schwenkt. Der Hebel hat an seinem entgegengesetzten Ende eine Gelenkverbindung mit dem Pleuel 8 und ist ebenfalls mit einem anderen Pleuel 12 gelenkig verbunden, der die Hin- und Herbewegung dem Arm 3 überträgt. Dies erfolgt jedoch nicht auf direkte Weise, sondern unter Zuhilfenahme eines mit der Mutter 13 verbundenen Bolzens, der sich durch eine gebogene, in Längsrichtung des Armes 3 angeordnete Nute 14 bewegt, während die Mutter entlang einer auf dem Arm 3 schwenkbar montierten Spindel 15 verstellbar ist.

Die Spindel 15 erhält ihre Bewegung entweder durch ein Kegel­ radgetriebepaar 16 oder mittels jeder anderen geeigneten Übertragung, oder durch eine Kette oder einen Riemen 17, ein Handrad 18, oder gegebenenfalls mittels der Achse 19 von einem kleinen Hilfsmotor.

Jedenfalls bewirkt die Drehung der Achse 19 eine Drehung der Spindel 15, wobei die Mutter 13 entlang dieser verscho­ ben wird. Dies bedeutet wiederum eine Verschiebung der Ge­ lenkverbindung des Pleuels 12 zum Arm 3, wobei der Abstand zwischen dem genannten Gelenkpunkt und dem Schwenkpunkt 4 des Armes unterschiedlich groß sein kann, was wiederum mit einer unterschiedlich großen tatsächlichen Verschiebung des freien Endes 20 des Armes 3 einhergeht, mit dem der Klemm­ backenschlitten 2 verbunden wird.

Da die Längsverschiebung des Pleuels 12 konstant ist, ist folgendes offensichtlich. Je näher sich die Mutter 13 der Schwenkachse 4 befindet, desto größer ist der Schwenkwinkel derselben, und folglich auch der Hub des Schlittens 2 größer, der mit dem freien Ende 20 in Verbindung ist.

Andererseits geht man ebenfalls von einer Antriebsachse 21 aus, um die Öffnungsbreite der Klemmbacken 1 zu steuern, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Mit der genannten Achse ist ein Nocken oder Exzenter 22 kraftschlüssig, der auf einen Schwenkarm 23 wirkt, der dem im vorherigen Fall mit der Bezugszahl 3 versehenen Arm entspricht. Dieser ist eben­ falls mit einer gebogenen Längsnute 24 versehen, durch welche sich ein an einer Mutter 25 gebundener Bolzen bewegt. Die Mutter ist wiederum zusammen mit dem Arm 23 mit dem Maschinen­ bett gelenkig zusammengefügt. Mit dieser Mutter 25 sind zwei Zylinder 27 und 27′ verbunden die auf entsprechende Hülsen 28 und 29 wirken, welche gleichachsig an der Achse 30 mon­ tiert sind. Die Zylinder 27 und 27′ sind in Gegenüberstel­ lung hinsichtlich der Achse 30 und mit kurzen, aus den Hül­ sen 28 und 29 hinausragenden Armen 31 und 32 gelenkig ver­ bunden. Aus diesen ragen ebenfalls andere Arme 33 und 34 hinaus, welche über Gelenkzugstangen 35 und 36 den Klemm­ backen 1 ihre Bewegung verleihen.

Wie es offensichtlich ist, wird gemäß diesem Aufbau die Schwenkbewegung des Armes 23 in eine Hin- und Herbewegung verwandelt, die in entgegengesetzter Richtung hinsichtlich der Zugstangen 35 und 36 wirkt. Folglich befinden sich die Klemmbacken ständig in symmetrischer Stellung in bezug auf die Mittelebene 37, entlang welche sich das zu ver­ packende Produkt 38 bewegt. Diese symmetrische Lage resul­ tiert aus der ebenfalls vorhandenen Symmetrie zwischen den Zylindern 27 und 27′ und der Schwenkachse der Hülsen 28 und 29 und der gebogenen Bahn der Nute 24, in der sich die Mutter zur Kraftübertragung an die Zylinder 27 und 27′ be­ wegt.

Wie im vorherigen Falle ist zur Steuerung der Bewegungs­ breite der Klemmbacken 1 eine Drehung der Spindel 26 not­ wendig, damit sich die Mutter 25 entlang der Nute 24 bewegt. Die Spindel erhält sie mittels eines geeigneten Vorgeleges 39, 40, eines Handrads 41 oder einer Hilfsmotorachse 42, um einen größeren Automatisierungsgrad zu erreichen.

Schließlich verschieben sich die Klemmbacken 1 in senkrech­ ter Richtung, wie schon früher gesagt wurde, d. h. die eine hinsichtlich der anderen im Inneren des Schlittens 2, wäh­ rend die Verschiebungen der Länge nach mit dem Schlitten 2 auf dem Maschinenbett 43 erfolgen, und zwar werden zur Vervollständigung des Schlittens mit Hilfe von Laufrollen 46 ein zuführendes 44 und ein abführendes 45 Förderband in­ tegriert, die auf einem entsprechenden Rollensatz montiert sind. Die Rollen 47 sind auf dem Schlitten 2 montiert, und ebenfalls die Rollen 48, während die Rollen 49 durch die Übertragung 50 zum notwendigen Gleichlauf der beiden Förder­ bänder verbunden sind.

Die Maschine ist ebenfalls mit Photozellen ausgestattet, die eine mögliche Fehlpositionierung des Produktes beim Zugang zum Arbeitsbereich der Klemmbacken 1 erfassen und das Schließen derselben verhindern. Daher erfolgt die Be­ wegungsübertragung der Klemmbacken durch die Zylinder 27 und 27′, die unter normalen Umständen wirkungslos sind, dennoch, in einem solchen Fall werden sie vom Druck ent­ lastet, wodurch die vollständige Öffnung der Klemmbacken bewirkt wird.

Die Maschine ist außerdem mit einem zusätzlichen Sicher­ heitssystem für den Fall möglicher Produktfehlpositionierungen versehen. Vorausgesetzt, daß in solchen Fällen die Photo­ zellen nicht tätig werden, wird das Produkt zwischen den Klemmbacken 1 ergriffen, wobei ein Überdruck gegen das Produkt entsteht. In diesem Fall werden die Zylinder 27 und 27′ ihren Druck verlieren, und ein dritter Zylinder wirkt auf die obere Klemmbacke und hält sie in der gehobenen Stellung, während die untere aufgrund des Eigengewichts ab­ fällt.

Claims (4)

1. Maschine zum dichten Verschließen von Verpackungen, mit einem Klemmbackenpaar versehen, das sich um eine rohr­ förmige Folie schließen und das Zusammendrücken und Ver­ siegeln derselben bewirken kann, wobei sich die Klemmbacken öffnen und wieder um das Produkt schließen können, um es wieder zu versiegeln, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Längsverschiebung der Klemmbacken (1) aus einem Über­ tragungspleuelsatz (8, 9, 12) bestehen, der die Drehbewegung einer Antriebsachse (5) in eine Hin- und Herbewegung um­ wandelt, die wiederum einen schwenkbar auf dem Maschinenbett (43) montierten Arm (3) erreicht, der die Schwenkbewegung mittels seines freien Endes (20) auf die Klemmbacken (1) zur Längsverschiebung derselben überträgt, daß der Endpleuel (12) mit einer Mutter (13) gelenkig zusammengefügt ist, die mit einem Seitenbolzen versehen ist, der sich entlang einer langen Nute (14) des Armes (3) bewegt, daß die Mutter auf einer Spindel (15) montiert ist, die zur Verstellung der­ selben entlang der Nute (14) dient, wobei zu diesem Zweck der Spindel durch geeignete Übertragungsmittel von der Maschinenaußenseite eine Bewegung verliehen wird, und zwar von einen Handrad (18) oder einer Hilfsmotorachse (19), und daß die Nute (14) des Armes (3) eine gebogene Bahn aufweist, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Schwenkpunkt des End­ pleuels (12) übereinstimmt, so daß der Ansatzpunkt für die Schwenkung dieses Armes (3) und folglich auch der Ansatz­ punkt für die Längsverschiebung eines Klemmbackenschlittens (2) unveränderlich bleiben.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken (1) aus einem Nocken oder Exzenter (22) bestehen, der auf einen auf dem Maschinenbett (43) schwenkbar montierten Arm (23) wirkt, der mit einer gebogenen Längsnute (24) versehen ist, in der sich ein mit einer Mutter (25) verbundener Bolzen bewegt, dessen Positionierung in der Nute (24) mit Hilfe einer Spindel (26) verstellbar ist, die mittels eines außerhalb der Maschine plazierten Handrades (41) oder der abtriebs­ seitigen Achse (42) eines kleinen Hilfsmotors angetrieben wird, wobei vorgesehen ist, daß zwei Pneumatikzylinder (27, 27′) mit der Mutter (25) gelenkig zusammengefügt sind, deren Kolben eine entgegengesetzte Anordnung und eine gelenkige Verbindung mit Armen (31, 32) aufweisen, die radial aus entsprechenden Hülsen (28, 29) hinausragen, die unab­ hängig voneinander auf einer gemeinsamen Achse (30) mon­ tiert sind, wobei aus den Hülsen (28, 29) wiederum weitere Arme (33, 34) hinausragen, mit denen Zugstangen (35, 36) zur Übertragung auf die Klemmbacken (1) gelenkig zusammen­ gefügt sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikzylinder (27, 27′) das Öffnen der Klemm­ backen (1) bis zu ihrer Grenzstellung bewirken, was auf­ grund eines bei Anschlag durch eine Photozelle erzeugten Signals oder bei Fehlpositionierung des zu verpackenden Produktes erfolgt.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbackenschlitten (2), der sich auf dem Maschinenbett (43) mit Hilfe von Laufrollen (46) bewegt, mit einem zuführenden (44) und einem abführenden (45) Förderband ausgestattet ist, die synchron mittels ei­ ner Übertragung (50), die ein jedes Rollenpaar (49) bei­ der Förderbänder (44, 45) miteinander verbindet, aufein­ ander abgestimmt sind.