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Vorrichtung zur pneumatischen Steuerung durch Saugwirkung für automatische
Verpackungsmaschinen u. dgl.
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In zahlreichen automatischen Verpackungs- und ähnlichen Maschinen
verwendet man Saugorgane zur Durchführung verschiedener Arheits- und Kontrollgänge.
So z. B. führt man den Transport der Papierblätter und manchmal auch den der zu
verpackenden Gegenstände sowie die I(ontrolle für das Vorhandensein der Blätter
und Gegenstände, die an bestimmte Orte der Maschine gebracht werden sollen, zu bestimmten
Augenblicken auf diese Weise durch. Man kann diese pneumatischen Mittel auch dazu
verwenden, den automatischen Stillstand gewisser Arbeitsgänge oder der ganzen Maschine
unter gegebenen Umständen hervorzurufen.
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In bekannten Maschinen der betreffenden Art verwendet man zur Erzeugung
des für das Funktionieren der Saugorgane nötigen Unterdrucks im allgemeinen eines
der folgenden Mittel: I. Eine Pumpe wirkt direkt in eine Leitung, welcher die Saugorgane
der Maschine angeschlossen sind. In diesem Fall tritt der Nachteil auf, daß einerseits
die Pumpe eine große Förderleistung besitzen und infolgedessen ziemlich groß sein
muß, wenn man ein richtiges Funktionieren dann verbürgen will, wo infolge eines
unvorhergesehenen Umstandes eines der in Frage stehenden Organe nicht mehr normal
arbeitet. So z. B. hat in einem Förderapparat für Papierblätter der in dei Saugleitung
herrschende Unterdruck die Neigung, in-
folge des Eintritts von
Atmosphärenluft in das Innere zu verschwinden, wenn das Papier ausgeht.
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Dieser Luftzutritt darf den Unterdruck nicht in einem so großen Maße
verringern, daß das Arbeiten der anderen Saugorgane gestört wird. Im weiteren hat
dies, da die Pumpe im allgemeinen eine Kolbenpumpe ist, Schwankungen des Druckwerts
im Inneren der Leitung zur Folge, was in gewissen Fällen ein gutes Arbeiten der
Maschine stören kann.
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2. Verwendung eines Unterdruckkessels, in welchem man mittels einer
Pumpe einen Unterdruck aufrechterhält. Wenn man sicher sein will, daß der Unterdruck
in einem genügenden Grade im Unterdruckkessel auch dann aufrechterhalten bleibt,
wenn das eine oder andere der Saugorgane nicht richtig arbeitet, wie eben angegeben
worden ist, oder wenn die Maschine stillsetzt, wobei eines oder mehrere der Sauorgane
ohne Vorhandensein von anzusaugendem Material in Funktion sind, ist es notwendig,
einerseits einen Unterdruckkessel großer Dimension vorzusehen und andererseits eine
Pumpe mit genügend großer Förderleistung zu verwenden, um in allen Fällen den Unterdruck
auf dem gewollten Wert im Unterdruckkessel zu halten. Diese Lösung ist vom Standpunkt
des Arbeitens der Maschine aus betrachtet besser als die erste, aber sie hat den
Nachteil, eine umfangreiche und kostspielige Einrichtung zu erfordern.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, diesen Nachteilen abzuhelfen,
um ein genaues Arbeiten einer Maschine des genannten Typs zu gewährleisten, selbst
wenn sich an einem oder mehreren Saugorganen der Maschine anomale Vorgänge abspielen,
und dies, ohne einen großen Unterdruckkessel oder eine Pumpe hoher Förderleistung
nötig zu machen.
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Vorliegende Einrichtung hat eine Vorrichtung zur pneumatischen Steuerung
durch Saugwirkung für automatische Verpackungsmaschinen u. dgl. zum Gegenstand,
die einen Unterdruckkessel, Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks in diesem Unterdruckkessel
und mehrere zur Verbindung dieses Unterdruckkessels mit Saugorganen der Maschine
dienende Leitungen aufweist. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie
auf jeder der genannten Leitungen eine Sicherheitseinrichtung aufweist, die mit
einem durch elastische Mittel normalerweise in offener Stellung gehaltenen Ventil
versehen ist, dessen beweglicher Teil automatisch in Schließlage gebracht wird,
wenn das entsprechende Saugorgan nicht normal arbeitet, und daß dann, wenn Atmosphärendruck
sich von diesem Ventil an stromaufwärts einzustellen sucht, dieses bewegliche Organ
die Verbindung zwischen dem Unterdruckkessel und dem genannten Saugorgan unterbricht.
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Die Zeichnung stellt schematisch eine beispielsweise Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
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Fig. I ist ein schematisches Bild einer gesamten pneumatischen Einrichtung
einer Maschine, welcher die genannte Vorrichtung angefügt ist, Fig. 2 ist ein Längsschnitt
der Sicherheitseinrichtung, mit welchem die Vorrichtung versehen ist.
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In der Zeichnung ist mit I eine Pumpe bezeichnet, die dazu bestimmt
ist, ständig einen Unterdruck in einem Unterdruckkessel 2 aufrechtzuerhalten. Dieser
letztere ist mittels verschiedener Leitungen 3, 4, 5 mit schematisch durch 6 bzw.
7 und 8 bezeichneten Saugorganen verbunden, wobei angenommen wird, daß es sich z.
B. um Saugöffnun.gen handelt, die zur einzelnen Verlegung von Papierblättern von
drei Blätterstößen g bzw.
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Io und II aus bestimmt sind.
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Mit I2, I3 und 14 sind ehenfalls auf sehr schematische Weise drei
Schieber dargestellt, die die Verbindung zwischen dem Unterdruckkessel 2 und den
Saugorganen 6, 7, 8 steuern. Diese drei Schieber werden, wie bekannt, synchron mit
der nicht dargestellten Maschine betätigt, um die Verbindung zwischen den Saugorganen
und dem Unterdruckkessel in genau bestimmten Augenblicken des Arbeitsverlaufs der
Maschine herzustellen und zu unterbrechen. Diese Schieber können zu verschiedenen
Augenblicken und während verschieden langer Zeitspannen betätigt werden, je nach
den Zwecken, für welche die ihnen entsprechenden Saugorgane bestimmt sind. In jeder
der Leitungen 3, 4 und 5 ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die in größerem
Maßstab in axialem Schnitt in der Fig. 2 dargestellt ist. In der Fig. 1 sind die
drei genannten identischen Vorrichtungen mit 15 bezeichnet. Jede dieser drei Vorrichtungen
15 umfaßt einen Körper, in dessen Innerem sich eine zylindrische Kammer I6 befindet,
in welcher ein Kolben I7 gleitet. Dieser Kolben ist der Wirkung einer Druckfeder
I8 unterworfen, die sich auf dem Grund 19 der Kammer I6 abstützt und ständig bestrebt
ist, den Kolben I7 gegen einen festen Anschlagring 20 anzulegen, der sich auf der
Fig. 2 am rechten Ende der Bahn des Kolbens befindet. Die Kammer I6 ist in ihrem
zentralen Teil mit einem Wulst 21 versehen, durch welchen sich ein axialer, in die
Kammer I6 ausmündender Kanal 22 befindet. Der Kolben 17 trägt einen ringförmigen
Teil 23, der gegenüber dem Ende 24 des Wulstes 21 gelegen ist. Dieser ringförmige
Teil kann sich an das Ende 24 des Wulstes anlegen, der somit die Rolle eines Ventilsitzes
spielt, wenn der Kolben I7 unter Zusammendrückung der Feder I8 nach links verschoben
wird. Wie man leicht einsieht, wird beim Anlegen des Kolhens 17 an den Sitz 24 die
Verbindung zwischen dem Kanal 22 und der Kammer I6 unterbrochen.
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Der Kolben I7 ist in seiner außerhalb des ringförmigen Teils 23 gelegenen
Gegend seines Bodens mit einem Loch 25 versehen, das zur Verbindung der Kammer I6
und des Kanals 26 durch Vermittlung einer Kammer 27 dient. Diese Kammer ist normalerweise
mit einem der Wirkung einer Feder 29 unterliegenden Deckel 28 geschlossen. Mit 30
ist ein Rost bezeichnet.
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Die Leitung 22 ist mit der stromabwärts liegenden Seite der Leitung
4 verbunden, d. h. mit der Seite dieser Leitung, die zum Unterdruckkessel 2
führt.
Die zeitung 26 steht hingegen mit dem stromaufwärts führenden Teil der gleichen
Leituiig 4 in Verbindung, d. h. mit der Seite, die zum Saugorgan 6 bzw. 7 und 8
führt.
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Die beschriebene V Errichtung arbeitet folgendermagen: Solange die
Äfaschine normal läuft, verbleibt der Kolben 17 in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung,
d. h. auf der rechten Seite seiner Bahn, in welcher Stellung er von der Feder 18
gehalten wird. Jedesmal wenn der entsprechende Schieber I2, I3, 14 das zugehörige
Saugorgan mit dem Unterdruckkessel 2 verbindet, wird ein Papierblatt von diesem
Organ angesaugt und schließt die Saugöffnung dieses Organs 6, 7 oder 8. Auf diese
Weise wird der Unterdruck in dem stromaufwärts vom Al)l)arat 15 gelegenen Teil der
Saugleitung 4 aufrechterhalten. Der erwähnte Unterdruck ist auf beiden Seiten des
Kolbenbodens 17 derselbe, weil das Loch 25 genügt, um die Druckgleichheit auf beidell
Seiten zu verl)ürgell, so daß der Kolben I7 unbeweglich bleil)t. Wellil aller im
Gegensatz dazu eines der Saugorgane 6, 7 und 8 nicht normal arbeitet, und wenn l)eim
Anschließen dieses Organs an den UTnterdruckkessel 2 mittels des entsprechenden
Sclliel)ers Atmosphärenluft frei in den stromaufwärts der Vorrichtung 15 gelegenen
Teil der Leitung 4 eindringen kann, ereignet sich folgendes: Die Weite des Lochs
25 ist nicht mehr genügend groß, daß sich rasch Atmosphärendruck im Inneren der
Kammer i6 einstellen kann. Daraus folgt, daß, sobald der stromaufwärts in der Leitung
4 herrschende Atmosphärendruck den Unterdruck ausgleichen will, der Boden des Kolbens
I7 auf einer Fläche einem dem Atmosphärendruck annähernd entsprechenden Druck ausgesetzt
ist, während die gegenüberliegende Fläche des Bodens, d. h. die Innenseite der Kammer
I6, unter dem im Unterdruckkessel 2 herrschenden Unterdruck steht. Die Feder 18
ist so gewählt, daß sie nun unter dem Eiiidruck des l)ruckunterschieds auf die beiden
Flächen des Kolbenbodens nachgibt. Der Kolben verschiebt sich nach links in der
Fig. 2, und der ventilartige. riiigf(.).rmige Teil 23 legt sich dann gegen den Ventilsitz
24 an und unterbricht so die Verbindung zwischen dem Kanal 22 und der Kammer I6.
Voll diesem Augenblick an stellt sich in dem stromaufwärts liegenden Teil der Leitung
4 endgültig Atmosphärendruck ein. Dieser Atmosphärendruck hält den Kolben I7 in
der Schließlage des Ventils 23, 24. L)as nicht richtig arbeitende pneumatische Organ
wird von diesem Augenblick an vom Rest der Einrichtung abgeschaltet, und der Unterdruckkessel
2 kann auf keinen Fall mit der Atmosphäre in Verbindung kommen. Es ist infolgedessen
die \ufrechterhaltung des Unterdrucks in seinem Inneren gesichert. Die Abmessungen
des Ütnterdruckkessel .5 können somit auf das kleinste verringert werden, und man
braucht nur eine Pumpe vorzusehen, die gerade noch genügend stark ist, um die Verluste
auszugleichen, und die nie einem anomalen Lufteintritt in den Unterdruckkessel 2
begegnen muß. Wenn der Schieber I2, I3, 14 das entsprechende Saugorgan 6, 7, 8 mit
der Atmosphäre verbindet, welcher Vorgang bei einem normalen Arbeiten der Maschine
die Ablösung des Papierblatts von diesem Saugorgan zur Folge hat, stellt sich Atmosphärendruck
in der Kammer I6 ein und der Kolben I7 nimmt wieder seine Stellung gegen den Anschlag
20 unter der Wirkung der Feder IS ein, wobei nun die beiden Flächen des Kolbens
wieder dem gleichen Druck ausgesetzt sind.
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Selbstverständlich tritt in dem Augenblick, wo ein Schieber das Saugorgan
mit dem Unterdruckkessel verbindet, zuerst eine leichte Druckerhöhung in dem stromaufwärts
liegenden Teil der Leitung 4 auf. Es ist natürlich eine genügend starke Feder t8
vorgesehen die sich einer merklichen Verschiebung des Kolbens 17 unter Wirkung dieser
leichten augenblicklichen Druckveränderung widersetzt. Sobald das Papierblatt sich
gegen das Saugolgan angelegt hat, stellt sich auf beiden Seiten des Koll)ellbodens
wieder Druckgleichheit ein.
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Das in den Boden des Kolbens 17 eingelassene Loch 25 könnte auch
durch eine Umfülirung 3I ersetzt werden, wie sie in strichpunktierten Linien in
der Fig. 2 dargestellt ist, und welche die Kammern 27 und I6, wie angegeben, miteinander
verbinden würde.