DE69207701T2 - Vorrichtung zum Strecken einer Kunststoff-Folienbahn in einer Verpackungsmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum Strecken einer Kunststoff-Folienbahn in einer Verpackungsmaschine

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine.
  • Bei Maschinen zum Verpacken von aufeinanderfolgend zugeführten Produkten, wobei ein endloser Kunststoffilm oder- folie verwendet wird, der vom wärmeschrumpfbaren Typ sein kann oder nicht, ist bekannt, den um das Produkt herumgewickelten Film in Querrichtung mit Bezug auf die Richtung, in der das Produkt und der Film gefördert werden, zu verschweißen, um eine Verpackung zu bilden, die zumindest teilweise verschlossen ist. Eine herkömmliche Verpackungsmaschine dieses Typs ist aus der EP-A-0304978 bekannt, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß die erhaltene Packung immer größer ist als das Produkt, das sie enthält, was zu einer Verschwendung von Kunststoffmaterial und zu einer Verpackung führt, in der der Film nicht perfekt und vollständig am enthaltenen Produkt anhaftet.
  • Der Filmüberschuß innerhalb der Packung ist das Ergebnis der Tatsache, daß sie gewöhnlich durch ein Schweißgerät des Schweißbalkentyps verschlossen wird, das den Film zwischen sich selbst und einem Gegenschweißgrät innerhalb des Trennbereichs zwischen einem Produkt und dem nächstfolgenden zusammdrückt. Jeder an der fertigen Verpackung sichtbaren Filmüberschuß wird durch bekannte Wärmeschrumpfung entfernt, die das Anhaften des Films am Produkt verursacht.
  • Dies bedeutet vor allem, daß die zu verpackenden Produkte im Abstand voneinander zugeführt werden müssen, und weiterhin, daß eine weitere Ausrüstung zur Durchführung der darauffolgenden Wärmeschrumpfung benötigt wird.
  • Daher ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung diese Probleme auf eine Weise zu lösen, mit der Verpackungen erhalten werden, in denen der die Produkte einwickelnde Film perfekt an diesen anhaftet, wenn die Querverschweißung durchgeführt ist.
  • Eine weitere, eng mit der vorgenannten Aufgabe zusammenhängende Aufgabe ist es, auf die Notwendigkeit weiterer Ausrüstung wie z.B. einer Wärmeschrumpfanlage verzichten zu können, die ansonsten sowohl Investitions- als auch Betriebskosten verursachen würde.
  • Diese Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zum Axialrecken eines endlosen Kunststoffilms in einer Verpackungsmaschine gelöst, wobei diese Verpackungsmaschine durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert ist.
  • Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht in vorteilhafter Weise den Erhalt von fertigen Verpackungen, in denen der Kunststoffilm perfekt um die Produkte herumgewickelt ist und perfekt an diesen anhaftet. Auf diese Weise sind die erhaltenen Verpackungen bereit zur unmittelbar folgenden Handhabung oder zur Weiterbearbeitung durch andere Maschinen, oder auch zum unmittelbar folgenden Gebrauch.
  • Die baulichen und operativen Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Maschine zeigen sich deutlicher aus der sich auf die Figuren beziehenden Beschreibung, in denen Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer Verpackungsmaschine, die mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, sowie die Fig.2, 3 und 4 schematische Aufrißansichten jenes Abschnittes der Verpackungsmaschine sind, der die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt, wobei verschiedene Arbeitsstellungen dargestellt sind.
  • Unter Bezugnahme auf Fig.1 ist beispielsweise zu erkennen, daß eine erfindungsgemäße Reckanlage für einen endlosen Kunststoffilm in eine teilweise dargestellte Verpackungsmaschine eingebaut ist, die insgesamt das Bezugszeichen 11 trägt. Die Verpackungsmaschine 11 entspricht einem bekannten Typ und ermöglicht, daß Produkte 12, die in einem Zufuhrabschnitt der Maschine aufgestapelt angeordnet sind, eines nach dem anderen mittels eines Schiebeförderers ( nicht dargestellt) zugeführt werden. Ein erstes, nur teilweise dargestelltes, Förderband 13 nimmt die Produkte 12 auf und fördert sie zu einer Querverschweißeinrichtung, die insgesamt das Bezugszeichen 14 trägt. Das Querverschweißgerät 14 umfaßt einen Wagen 15, der mit Bezug auf den Rahmen der Maschine 11 horizontal verschiebbar ist und der obere Schweißbalken 16 und untere Schweißbalken 17 trägt, die in Vertikalrichtung innerhalb des Wagens 15 beweglich sind. Stromabwärts der Verschweißvorrichtung 14 ist ein zweites Förderband 18 zur Abfuhr der verpackten Produkte 12 vorgesehen.
  • Der Rahmen der Maschine 11 trägt weiterhin in bekannter, nicht dargestellter Weise zumindest eine Vorratsrolle Kunststoffilmmaterial zum Einwickeln der Produkte 12. Ein zentraler Antrieb, der teilweise als Teil einer Kraftübertragungswelle 19 dargestellt ist, treibt über einen 90º- Antrieb 20 einen Geschwindigkeitsvariator 21 an, der mit den Bändern der beiden Förderer 13 und 18 und einer Steuereinheit 22 für den Wagen 15 und für die diesbezüglichen Schweißbalken 16 und 17 verbunden ist.
  • Genauer gesagt wird das erste Förderband 13 über seine an einer Welle 24 befestigten Walze 23 durch eine Kraftübertragung 25 angetrieben, die sich von einer Seite des Geschwindigkeitsvariators 21 wegerstreckt. Ein weiterer Kraftübertragungsabschnitt 26 (Fig.2) der ebenfalls seine Antriebsbewegung durch die Welle 24 erhält, ist zwischen der Walze 23 und der ersten Walze 27 eines Anpreßbands 28 angeordnet, das sich in Form einer abgeflachten Endlosschlaufe erstreckt und stromaufwärts der Querverschweißvorrichtung 14 angeordnet ist. Das Anpreßband 28 bewegt sich synchron mit dem darunterliegenden Förderband 13 und befindet sich in einem bestimmten Abstand darüber und ist zu diesem hin gerichtet, um die vorbeigeführten Produkte - 12 zu erfassen.
  • Die andere Seite des Geschwindigkeitsvariators 21 treibt eine zweite Kraftübertragung an, die aus 2 Abschnitten 29 und 30 besteht und das zweite Förderband 18 antreibt. Der erste Abschnitt 29 der zweiten Kraftübertragung dreht eine Antriebsscheibe 31, die auf einer Welle 32 befestigt ist, die freitragend und drehbar innerhalb einer Walze 33 gelagert ist, über die das erste Förderband 13 geführt ist. Eine weitere Antriebsscheibe 34, die ebenso an.der Welle 32 befestigt ist, dreht sich , um den zweiten Abschnitt 30 der Kraftübertragung zu drehen, der über eine Einheit geführt ist, die als Verbindung zum Variieren der Geschwindigkeit des zweiten Förderbandes 18 gegenüber dem ersten Förderband 13 definierbar ist. Diese Einheit besteht aus einem Paar freilaufender Ritzel 35, die auf einem Schlitten 36 getragen sind, der in Form einer senkrechten Hin-und Herbewegung bewegt wird. Der Schlitten 36 wird über eine Kraftübertragungsverbindung angetrieben, die einen Hebel 37 aufweist, der zwischen dem Schlitten 36 und einem bezüglich seiner Lage verstellbaren Exzenterelement 38 angeordnet ist. Das Exzenterelement 38 wird über eine weitere Kraftübertragung 39 angetrieben, die sich von 90º - Antrieb 20 wegerstreckt. Abgesehen davon, daß sie über die beiden freilaufenden Ritzel 35 und die Antriebsscheibe 34 geführt ist, ist der Kraftübertragungsabschnitt 30 über weitere Ritzel 40 geführt, um einen Verbindungsweg zu definieren, der aus 2 benachbarten Schlaufenabschnitten besteht, die in einer zentralen Zone verbunden sind, die durch den Schlitten 36 gebildet ist.Auf diese Weise ist sowohl der Schlitten als auch die Verbindungsstelle zwischen den beiden Schlaufenabschnitten vertikal beweglich.
  • Durch eine Welle 41 auf der es befestigt ist, dreht eines der Ritzel 40 eine weitere Walze 42, die das zweite Förderband 18 antreibt. Ein weiterer Kraftübertragungsabschnitt 43, der seine Bewegung von einer weiteren Walze 44 bezieht, um die das zweite Förderband 18 geführt ist, dreht eine Walze 45 eines zweiten Anpreßbandes 46, das gegen den Oberteil des zweiten Förderbandes 18 gerichtet ist.Das zweite Anpreßband 46, das ebenso in Form einer flachen Endlosschlaufe vorliegt, ist über seine Endwalzen 45 und 47 auf einen Block 48 abgestützt, der am Ende der Kolbenstange 49 eines Zylinders 50 befestigt ist. Der Zylinder 50 ist am Wagen 15 befestigt und die Bewegung seiner Kolbenstange 49 verursacht, daß sich das zweite Anpreßband 46 in Vertikalrichtung zum zweiten Förderband 18 hin oder davon wegbewegt.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß Mittel zum Anklemmen des Films an die in ihn eingewickelten Produkte im Verhältnis zum oberen Schweißbalken 16 starr vorgesehen sind. Diese Anklemmittel umfassen ein Paar von Auflagern 51, die eine Walze 52 über senkrechte Seitenstäbe 57 abstützen, wobei sich senkrechte Dämfungselemente 53 dazwischen erstrecken. Die Walze 52 wirkt als Stopwalze für den vorgereckten Film 54 und ist nur in der Vorschubrichtung der Produkte 12 drehbar.
  • Die Bewegung des Wagens 15, der die Walzen trägt, um die Teile der Förderbänder 13 und 18 geführt werden und gleiten, sowie der Schweißbalken 16 und 17 wird, wie bereits erwähnt, von einer Steuereinheit 22 hergeleitet, die ihren Antrieb seitlich über den 90º - Antrieb 20 bei 55 erhält. Da die Steuereinheit 22 an sich bekannt ist, wird sie in diesem Zusammenhang nicht besonders beschrieben.
  • Am Wagen sind zusätzlich zur Ablenkwalze 44 weitere 2 Walzen 56 vorgesehen, um die gegeneinandergerichteten Abschnitte sowohl des Förderbands 13 als auch des Förderbands 18 geführt sind, und die im Abstand voneinader vorgesehen sind, um eine Öffnung zum Durchtritt der Schweißbalken 16 und 17 zu definieren. Die Walzen 42, 33 mit den diesbezüglichen Ritzeln 34 und 40, um die der zweite Antriebsabschnitt 30 geführt wird, werden dagegen drehbar am Rahmen der Maschine 11 getragen.
  • Die Arbeitsweise einer Reckanlage in einer erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine ist wie folgt:
  • Wie bereits festgestellt, werden die Produkte 12 mittels eines dazwischen angeordneten Kunststoffilms, der vorgesehen ist, um sie mittels nicht dargestellter Mittel vollständig einzuwickeln, eines nach dem anderen auf das erste Förderband 13 aufgegeben. In diesem Zusammenhang werden gewöhnlich die Längskanten des Films aufeinander gelegt, um so fast einen Endlosschlauch aus Kunstoffmaterial, der die Produkte im Abstand voneinander enthält, zu definieren. Anschließend fördert das Förderband 13 die auf diese Weise eingewickelten Produkte zur Querverschweißvorrichtung 14, die die vorauseilenden und nacheilenden Enden jedes Produktes querverschweißt, um so die Verpackung zu bilden.
  • In der Verpackungsmaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, werden die Produkte, die auf diese Weise stromaufwärts der Querverschweißvorrichtung eingewickelt wurden, zwischen dem ersten Förderband 13 und dem Anpressband 28 geführt, das den Film an das Produkt angeklemmt hält. Die Produkte werden dann zwischen die Schweißbalken 16 und 17 gefördert und zwischen das zweite Förderband 18 und zweite Anpressband 46 eingebracht. Während dieses in Fig.2 gezeigten Stadiums wirkt die Geschwindigkeitsvariationsverbindung, um die der zweite Kraftübertragungsabschnitt 30, der das zweite Förderband 18 antreibt, geführt wird, um in der Zone zwischen den beiden Anpressbändern 28 und 46 ein Vorrecken des Films hervorzurufen. In diesem Zusammenhang bewegt sich der durch den Hebel 37 betätigte Schlitten 36 nach oben, so daß die Geschwindigkeit des zweiten Förderbands 18 höher liegt, als jene des ersten Förderbands 13. Da sowohl das Anpreßband 28 als auch das Anpreßband 46 über starre Kraftübertragungen 26 und 43 mit den diesbezüglichen Förderbändern 13 und 18 verbunden sind, bewegen sich auch diese mit verschiedenen Geschwindigkeiten, so daß sie während ihrer Bewegung zwischen einander die um die Produkte herumgewickelten Filmabschnitte einklemmen und somit den Film innerhalb dieser Zone vorrecken. Während dieses Stadiums zieht sich der Wagen 15 vom Anpressband 28 zurück.
  • Anschließend dreht das weiterhin rotierende (Fig.3) das Exzenterelement 38 die Vertikalbewegung des Schlittens 36 um, der sich nach unten bewegt, um die Drehgeschwindigkeit des zweiten Förderbands 18 in Bezug auf die des ersten Förderbands 13 herabzusetzen. Während dieses Stadiums verursacht die Steuereinheit 22, daß sich die Schweißbalken 16 und 17 in der Zone zwischen den beiden Anpressbändern 28 und 46 an dem Endlosfilm 54 heranbewegen. Weiterhin bewegt sich die vom oberen Schweißbalken 16 getragene Walze 52 nach unten,um an dem in den Film eingewickelten nächsten Produkt 12 anzuliegen, so daß auf der stromaufwärtigen Seite der Walze 52 der Film am Produkt gehalten und so sein Recken verhindert wird. Während dieses Stadiums läßt die Spannung des Films lediglich innerhalb der Verschweißzone zwischen den Anpressbänder 28 und 46 nach, und der Wagen 15 nähert sich dem Anpressband 28. Wie aus Fig.4 erkenntlich, verursacht das sich weiterhin drehende Exzenterelement 38 das weitere Absinken des Schlittens 36 sowie die weitere Herabsetzung der Vorschubgeschwindigkeit des Förderbands 18, so daß sich die Filmzone zwischen den beiden Anpressbändern weiter verkleinert. Wenn die Verschweißung beendet ist und sobald sich die Schweißbalken vom Film lösen, ordnen sich die vorauseilenden und nachei lenden verschweißten Abschnitte des Films, wenn sie schließlich losgelassen werden so an, daß sie an einer Seite das nacheilende Ende der fertiggestellten Verpackung vollständig und richtig einwickeln, und an der anderen Seite das noch fertigzustellende vorauseilende Ende der Verpackung.
  • Wenn dieser Zyklus beendet ist, wird die gesamte Vorgangsweise des Vorreckens und anschließenden Verschweißens des Kunststoffilms wiederholt, um die begonnene Verpackung dadurch ferigzustellen, daß ihr nacheilendes Ende verschweißt und so eine neue Verschweißung am vorauseilenden Ende des nächsten Produktes gebildet wird, usw. auf kontinuierliche Weise.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht mehr länger notwendig, die Produkte getrennt voneinander zuzuführen, um die Verschweißungen an den vorauseilenden und nacheilenden Enden der Verpackung herzustellen. Diesbezüglich wird der Abstand von einander dadurch erzielt, daß die Elastizität des Kunststoffmaterials ausgenützt und in der Folge Material gespart wird.
  • Ein weiterer Vorteil ist der, daß bei den in den Kunststoffilm eingewickelten Verpackungen der Film perfekt am Produkt anhaftet, mit dem Ergebnis, daß die Verpackungen geeignet sind zur leichten und direkten Weiterbehandlung durch weitere Maschinen.
  • Ein weiterer Vorteil ist der, daß die übliche nachfolgende Wärmeschrumpfbehandlung, die man benötigte, um den Film aus wärmeschrumpfbaren Material am Produkt anhaften zu lassen, nicht mehr erforderlich ist. Dies macht weitere Einrichtungen wie Wärmeschrumpföfen überflüssig und hat als Ergebnis die Einsparung von Investitions-,Produktions- und Wartungskosten.
  • Die Tatsache, daß ein in Vertikalrichtung beweglicher Block 48 vorgesehen wird, der das zweite Anpressband trägt, bedeutet, daß dieses Anpressband vom das Produkt enthaltenden Film gelöst werden kann zwecks Wartung der Vorrichtung oder während des Betriebs, wenn der Verpackungszyklus nicht richtig arbeitet.

Claims (3)

1.) Verpackungsmaschine (11), in der Produkte (12) aufeinanderfolgend in einen Endlosschlauch aus Kunstoffolie eingehüllt und innerhalb dieses Endlosschlauchs eingesiegelt werden, wobei die Maschine aufeinanderfolgend ein erstes Förderband (13), eine Querverschweißvorrichtung (14), und ein zweites Förderband (18) aufweist, die alle durch eine zentrale Antriebseinheit angetrieben sind, wobei die Querverschweißvorrichtung (14) einen Wagen (15) aufweist, der in bezug auf den Rahmen der Verpackungsmaschine (11) horizontal läuft, wobei der Wagen ein Paar übereinander angeordneter Schweißbalken (16, 17) trägt, und zwar einen oberen Balken (16) und einen unteren Balken (17), wobei diese Balken vertikal zwischen einer Lage, wo sie von dem die Produkte (12) enthaltenden Endlosschlauch getrennt sind, und einer Lage, wo sie am Schlauch zur Durchführung des Querverschweißens angreifen, beweglich sind, wobei weiterhin ein erstes Andrückband (46), das von oben her gegen das zweite Förderband (18) gerichtet ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Förderband (13, 18) durch einen Geschwindigkeitsvariator (21) über ein Paar von Kraftübertragungen (25; 29, 30) angetrieben sind, wobei eine erste Kraftübertragung (25) direkt eine Endwalze (23) des ersten Förderbands (13) und die zweite Kraftübertragung (29, 30) eine Endwalze (42) des zweiten Förderbands (18) über einen Verbinder (35, 36, 37, 38, 40) antreibt, so daß eine Geschwindigkeitsvaria-tion in bezug auf die Geschwindigkeit des ersten Förderbands (13) erzielt wird, wobei weiterhin stromauf der Querverschweißvorrichtung (14), oberhalb des ersten Förderbands (13) und funktionell mit der Vertikalbewegung des oberen Schweißbalkens (16) verbunden, Mittel (51, 52) zum Anklemmen der Folie an ein darin eingehülltes Produkt (12) zur Durchführung eines Axialreckens des Schlauchs vorgesehen sind, wobei der Verbinder zur Geschwindigkeitsvariation ein Paar von einem Schlitten (36) getragene, nicht angetriebene Walzen (35) aufweist und der Schlitten vertikal hin- und herbewegbar und durch einen Hebel (37) betätigbar ist, der durch ein mit einem Zentralantrieb (19, 20) der Verpackungsmaschine (11) verbundenes Exzenterelement (38) gesteuert ist, und wobei die zweite Kraftübertragung nacheinander angeordnet einen ersten (25) und einen zweiten (30) Abschnitt aufweist, wobei sich der zweite Abschnitt (30) entlang eines Wegs erstreckt, der aus zwei benachbarten Schlaufenabschnitten besteht, die miteinander in einer durch den Schlitten (36) definierten zentralen Zone verbunden sind, wobei auch die Verbindungsstelle zwischen den beiden Schlaufenabschnitten vertikal beweglich ist, und daß weiterhin eine Steuereinheit (22) vorgesehen ist, die das Heranführen des Schweißbalkens (16, 17) an die Endlosfolie in einer zwischen dem ersten Andrückband (46) und einem gegen das erste Förderband (13) gerichteten zweiten Andrückband (28) gelegenen Zone bewirkt.
2) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anklemmen (51, 52) starr mit dem oberen Schweißbalken (16) verbunden sind und zwei Auflager (51) umfassen, die über vertikal angeordnete seitliche Stäbe (57) und zwischengeschaltete Dämpferelemente (53) eine Walze (52) abstützen, wobei die Walze (52) nur in der Produktvorschubsrichtung drehbar ist.
3) Maschine nach A1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Andrückband (46), das von oben her gegen das zweite Förderband (18) gerichtet ist, auf einem Block (48) abgestützt ist, der mit dem Ende der Kolbenstange (49) eines Zylinders (50) verbunden ist, der seinerseits mit dem Wagen (15) verbunden ist.
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