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Maschine zur Herstellung und zum Füllen von Packungen
Die Erfindung
bezieht sich in erster Linie auf das Verpacken und Einwickeln von Substanzen oder
Waren mittels dünner Blätter, beispielsweise aus Metallfolie, Papier und dünnen
Filmen, etwa aus Cellulosedenvaten, und besonders mittels Blättern, die aus thermoplastischem
Material bestehen oder einen thermoplastischen oder flüssig zu machenden Überzug
besitzen, so daß gegeneinandergelegte Blätter des Materials miteinander durch Anwendung
von Hitze und Druck verschmolzen oder verklebt werden können.
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Bekannt ist eine Maschine (britische Patentschrift 564 o9), bei der
zwei fortlaufende Bänder von Packmaterial Schritt für Schritt zueinandergeführt
und gleichzeitig miteinander entlang ihren rändern und an Querzonen verbunden werden,
die am Ende jedes Psewetungsschrittes hergestellt werden, um einen heutelähnlichen
Behälter zu schaffen, der ein offenes Ende besitzt, durch welches die zu verpackende
Substanz eingefüllt wird, und gleichzeitig mit der Herstellung des nächstfolgenden
Behälters verschlossen wird, so daß eine Kette von verschlossenen Behältern entsteht,
von der die einzelnen Behälter je für sich oder in Gruppen abgetrennt werden können.
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Es ist bei der Herstellung von derartigen Behälterketten ferner bekannt,
endlose Bänder oder Streifen aus Packmaterial zu verwenden, die mit Aufdrucken,
z. B. Warenzeichen oder Werbeschriften, fiir jeden einzelnen Behälter bzw. jede
einzelne Packung versehen sind. Es ist nun wichtig, daß der Drucksatz genau an die
richtige Stelle und genau richtig auf die entsprechenden Seiten der verschlossenen
und fertig hergestellten Packung
kommt. Bei der Herstellung von
solchen Päckchenketten gelangen jedoch die Drucksätze der Streifen infolge wechselnder
atmosphärischer Bedingungen, infolge Längungen oder Verkürzungen des Packmaterials
oder infolge Gleitens- dieses Packmaterials auf den Zuführungsrollen aus dem Gleichschritt
mit den Preßstempeln, welche die Bänder oder Streifen verbinden, so daß die Aufdrucke
nicht genau in der Mitte zwischen den quer laufenden Verbindungsstreifen liegen,
die die beiden gegenüberliegenden Ränder des betreffenden Päckchens bilden. Außerdem
kann die Päckchenkette aus den Gleichschritt mit der rennvorrichtung kommen, so
daß die Bänder oder Streifen quer durch den Aufdruck zertrennt werden. Die dabei
entstehenden Päckchen sind oft unansehnlich und bilden im allgemeinen Ausschuß,
der zu Materialverlusten führt.
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Es ist deshalb in erster Linie Zweck der Erfindung, ein verbessertes
Verfahren der oben beschriebenen Art und eine Maschine zu schaffen, die verbesserteVorrichtungen
zum periodischenArbeiten enthält und die Zuführung der Bänder oder Streifen des
Packmaterials so genau regelt, daß eine genaue Anordnung der Drucksätze auf den
Bändern oder Streifen zwischen den Verbindungszonen erzielt wrd. Hierdurch soll
sichergestellt werden, daß die Drucksetze genau an ihren richtigen Platz in vorher
bestimmter Beziehung zu den einzelnen Päckchen kommen.
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Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit
verbesserten Konstruktionen zu schaffen, durch welche die Zuführung des Packmaterials
zeitlich beschleunigt oder verlangsamt wird, und zwar je nach Wunsch und in veränderhartem
Umfang.
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Die Erfindung bezweckt ferner, eine maschine der erwähnten Art zu
schaffen, Idie eine verbesserte Streifenfaltvorrichtung besitzt, so daß Päckchen
selbsttätig, schnell und verhältnismäBig billig hergestellt werden können. Die Maschine
soll in !Konstruktion und Betrieb einfach und zuverlässig sein und bietet weitere
Vorteile und Fortschritte, die an Hand der Zeichnungen durch die folgende Beschreibung
erläutert werden.
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Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar
zeigt Fig. I eine räumliche Darstellung der Maschine liach der Erfindung von vorne,
Fig. 2 eine Vorderansicht des unteren Teiles der Maschine nach Fig. I, wobei unwesentliche
Teile, wie z. B. der Packmaterialstreifen, zwecks klarerer Darstellung fortgelassen
sind, Fig. 3 eine Seitenansicht der Maschine etwa gemäß 4-4 der Fig. 2, Fig. 4 eine
teilweise Ansicht der Steuervorrichtung für die Streifenzuführung in größerem AIaßstab,
Fig. 5 eine Rückansicht der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung, Fig.6 eine Draufsicht
auf diese Vorrichtung, Fig. 7 einen senkrechten Izängsschnitt nach I I -IlI der
Fig. 6, Fig. 8 einen teilweisen senkrechten Schnitt etwa nach 12-12 der Fig. 2,
wobei einzelne Teile zum Zwecke klarerer Darstellung abgebrochen sind, Fig. g eine
räumliche Darstellung eines von der Maschine nach dem Verfahren gemäß tder Erfindung
hergestellten Päckchens, wobei einzelne Teile zwecks besserer Darstellung abgebrochen
sind.
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Während das Verfahren und die Maschine nach der Erfindung zur Herstellung
verschiedenartiger Päckchen verwendet werden kann, bezieht sich die Darstellung
auf die Herstellung und das Füllen eines Päckchens A (Fig. 9), welches aus zwei
Blättern I und 2 aus Packmaterial, beispielsweise Papier, besteht, die durch Längsfaltung
eines Streifens entstanden sind. Die beiden Blätter sind an ihrem Rand haftend,
vorzugsweise auch durch Verzahnungen oder Verfalzungen 3 miteinander verbunden,
um einen briefumschlagartigen Behälter 4 zu bilden, in welchen die zu verpackende
Substanz, beispielsweise eine körnige Masse oder Trockenhefe, eilngefüllt werden
kann. Zweckmäßigerweise Haben die einander geqgenüberliegen,den Oberflächen der
Ibeiden Blätter I und 2 Überzüge aus einem thermoplastischen Stoff, durch den die
Blätter unter Anwendung von Druck und Hitze miteinander verbunden werden können.
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Zunächst seien Verfahren und Maschine in größeren Zügen beschrieben.
Ein Streifen 6 (Fig. I) aus Packmaterial wird schrittweise durch eine Fördervorrichtung
B von einer Vorratswalze C abgezogen und um eine Faltvorrichtung mit einer Walze
7 und einen Führer 8 gezogen, um die beiden übereinandergelegten Blätter I und 2
zu bilden. Am Ende jedes Bewegungsschrittes werden die beiden Lagen I und 2 durch
eine Verbindungsvorrichtung, die im ganzen mit D hezeichnet ist, entlang ihren Längs-
und Querkanten miteinander verbunden, um einen beutelartigen Behälter zu formen,
dessen Öffnung zwischen den beiden Lagen nach oben weist, und um gleichzeitig das
offene Ende des vorhergehenden Behälters zu schließen, der am Ende des unmittelbar
vorhergehenden Bewegungsschrittes gebildet worden ist. In dem Intervall zwischen
den Bewegungsschritten und zeitlich vor der teilweisen Bildung jedes oben beschriebenen
Behälters wird die zu verpackende Substanz oder Ware durch eine Füllvorrichtung
E (Fig. 2) in die Offnung des vorhergehenden Behälters eingefüllt.
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Die Fördervorrichtung B zieht von der Rolle C bei jedem Schritt vorher
bestimmte Längen des für die Bildung eines einzelnen Päckchens erforderlichen Streifens
6 ab, und eine Hilfsfördervorrichtung F übt beständig einen Zug auf den Streifen
aus, um auf diese Weise die erwähnte Streifenlänge in die richtige Lage zur Verschlußvorrichtung
D nach unten zu ziehen. Zur gleichen Zeit bewegt sich,die Päckchenkette nach unten
zu einer Trennvorrichtung G, welche die Päckchen nacheinander von der Kette abtrennt.
Die Rolle C aus Packmaterial ist auf einer Spindel g montiert, die sich auf einem
Haltearm 10 dreht, der auf der
elileil Seite des N[ascllinengehäuses
H befestigt ist.
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Der Packmaterialstreifen (Fig. I) hat eine solche Breite. daß er beide
Blätter I und 2 des Päckchens hilden kann, wenn der Streifen entlang seiner Längsmittellinie
12 gefaltet wird (Fig. 1). An beiden Seiten der blittellinie I2 befinden sich Reihen
von Feldern, die je auf einer Seite jedes Päckchens in einer vorher hestimmten Stellung,
beispielsweise in seiner Mitte, erscheinen sollen. Die Felder 13 sind in der Längsrichtung
des Streifens mit gleichen Zwischenräumen I angeordnet, in denen die Blätter miteinander
verbunden werden, um die Päckchen zu bilden. Ähnliche Räume 15 erscheinen entlang
den Rändern des Streifens 6 und beiderseits der Faltlinie 12. Die Blätter werden
auch in (liesei Räumen t 15 verliunden, um vollständige I'äckehen zu bilden.
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Zum Falten des Streifens 6 sind Vorrichtungen vorgesehen, tlie eine
Führungswalze 1.6 (Fig. 3, 4), um welche <1er Streifen von der Rolle C geführt
wird, sowie eine Knickwalze I7 besitzen, die aus zwei kegelstumpfförmigen Teilen
18 besteht, deren stärkere Enden in der Mitte der Länge der Walze einen ringsum
laufenden Grat i9lil<len. Zweckmäßigerweise wird eine Walze 20 gegen den Streifen
durch eine Feder 2I gepreßt (Fig. 3, 4), so daß der Streifen zwischen der Rolle
C und der Fördervorrichtung 1S unter Spannung gehalten wird. Auch kann eine Schleif-
oder Bremsstange 22 (Fig. 2) angeordnet werden, um die Drehung der Rolle und den
auf den Streifen von der Fördervorrichtung B ausgeübten Zug zu bremsen.
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Bei dieser Einrichtung knickt der Grat 19 den Streifen 6 an der Faltlinie
I2. Damit der Streifen unter gleichmäßigem und geeignetem Druck gegen die Knickwalze
I7 anliegt, ist eine Führungsstange 23 auf dem Haltearm 10 angebracht. Nachdem der
teilweise gefaltete Streifen die Knickwalze 17 verlassen hat, wird er durch einen
Faltenführer 24, der eine V-förmige Kerbe 25 besitzt, hindurchgezogen, wodurch das
Falten des Streifens im wesentlichen vollendet wird. Der gefaltete Streifen verläuft
dann von dem Faltenführer 24 um eine Führungswalze 26, welche drehbar auf einem
Hilfsrahmen z7 befestigt ist, der mittels Kopfschrauben 28 (Fig. 7) an der Vorderwand
des Hauptgehäuses H der Maschine angeschraubt ist. Die Führungswalze 26 bildet einen
Teil der Fördervorrichtung B. Mit ihr arbeitet eine Bremse 29 zusammen, zwischen
welcher und der Walze der Streifen .6 hindurchgezogen wird. Diese Bremse ist auf
einer Welle 30 montiert und wird normalerweise gegen die Walze 26 durch eine Druckfeder
31 gedrängt, die zwischen einem an der Bremse befindlichen Handhebel 32 und dem
Kopf einer am Arm 27 befestigten Schraube 23 eingefügt ist. Durch Herausziehen des
Handhebels 32 kann die Bremse entgegen dem Einfluß der Feder 31 von der Walze 26
fortgezogen werden. Mit der Bremse ist ein Stellhebel 34 (Fig. 8) starr verbunden,
durch den die Bremse periodisch von der Walze abgezogen werden kann, und zwar im
zeitlichen Zusammenwirken mit dem Hauptförderelement 35 und der Versclllußvorrichtung
19.
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Von der Walze 26 (Fig. I) wird der Streifen6 nach oben um das Förderelement
35 herumgezogen und dann nach unten unter einer die Förderung steuernden Walze 36
(Fig.7) hindurch, von dort nach oben durch eine zweite Bremse hindurch, welche eine
mit weichem Gummiüberzug versehene Stange 37 besitzt, und von dort nach oben über
eine Spitzenführungswalze 38 (Fig. 3) und dann nach unten zwischen den Preßstempeln
der Verschlußvorrichtung D hindurch zur Hilfsfördervorrichtung F.
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Die die Förderung steuernde Walze 36 (Fig. 7) ist auf einer Welle
39 (Fig. 5) drehbar, die exzentrische Enden 40 besitzt, die lin dem Hilfsrahmen
27 gelagert sind. Mit einem dieser Enden ist starr ein Kurbelarm 41 (Fig. 6) verbunden.
Zwischen seinem einen Arm und einem auf dem Hilfsrahmen 27 sitzenden Zapfen 42 ist
eine Feder 43 eingesetzt, welche normalerweise den anderen Arm 44 der Kurbel nach
oben drängt, bis diese Bewegung durch Anstoßen eines Knaufes 45 (Fig. 5) der Kurbel
an das Ende eines im Hilfsrahmen 27 befindlichen Schlitzes45 beendet wird. Mit Hilfe
dieser Anordnung kann durch Oszillieren des Kurbelarmes 41 die wahre Drehachse der
Walze 36 nach oben und unten schwingen oder oszillieren, so daß der Abstand zwischen
dem untersten Punkt auf dem Umfang der Walze 36 und dem obersten Punkt auf den Umfang
des Hauptförderelementes 35 verändert werden kann, das in senkrechter Richtung durch
einen an einer Stange 47 sitzenden Arm 46 hin und her bewegt werden kann (Fig. 8).
Die Stange 47 ist in senkrechter Richtung in dem Hauptgehäuse der Maschine durch
einen Hebel 48 hin und her bewegbar, der drehbar zwischen seinen Enden bei 49 in
dem Gehläluse gelagert ist. Sein eines Ende ist bei 50 drehbar an der Stange 47
gelagert, während sein anderes Ende eine Nockenrolle 51 trägt, die einer Nockenscheibe
52 folgt, die auf einer irgendwie angetriebenen Antriebswelle 53 sitzt.
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Das Förderelement 35, das zweckmäßig die Form einer Walze besitzt,
wird durch die Nockenscheibe 52 derartig betätigt, daß es in Verbindung mit den
beiden Bremsen 29 und 37 bei jeder Aufwärtsbewegung einen vorher bestimmten Abschnitt
des Streifens 6, insbesondere einen solchen, der zur Herstellung eiiies einzigen
Päckchens notwendig ist, von der Vorratsrolle C abzieht. Die beiden Bremsen 29 und
37 werden so betätigt, daß die Bremse37 den Streifen abbremst, wenn sich das Förderelement
35 nach oben bewegt, während die Bremse 29 entlastet wird, um das Abziehen des Streifens
von der Vorratsrolle zu ermöglichen. Wenn das Förderelement sich dagegen nach unten
bewegt, hält die Bremse 29 den Streifen fest und gibt die Bremse 37 den Streifen
frei, der dann von der Hilfsfördervorrichtung F durch die Verbindungsvorrichtung
D hindurchgezogen wird.
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Um die Bremsen 29 und 37 in dieser Weise zu betätigen, ist eine in
lotrechter Richtung hin und her bewegl)are Stange 54 vongesehen (Fig. 6). Das untere
Ende dieser Stange findet einen Anschlag an einem Ende 55 eines Hebels, der drehbar
zwischen
seinen Enden bei 56 im Maschinengehäuse gelagert ist und
an seinem anderen Ende eine Nockenrolle 57 besitzt, die mit einer Nockenscheibe
58 der Welle 53 zusammenarbeitet. An der Stange 54 ist ein seitlicher Arm 59 angebracht
(Fig. 6), der unter einen Stift 60 greift ,und mit diesem zusammenarbeiten kann.
Der Stift 60 sitzt an einem Wiegenrahmen 6I, der die Bremse 37 trägt und bei 62
auf dem Hilfsrahmen 27 schwenkbar gelagert ist (Fig.7). Der genannte Arm 59 trägt
eine einstellbare Stoßstange 63 (Fig. 6) zur Zusammenarbeit mit dem an der Bremse
29 befindlichen Arm 34. Der Wiegenrahmen'6', hält normalerweise infolge der Wirkung
der Feder 64 die Bremse37 in einer den Streifen bremsenden Lage. Wenn die Stange
54 nach oben geht, wird der Arm 34 durch Aufwärtsbewegung der Stoßstange 63 frei
und überläßt die Bremse 29 der Wirkung der Feder 3I, so daß sie den Streifen packen
kann. Gleichzeitig wirkt der Arm 59 auf den Stift 60, um die Bremse;37 in eine den
Streifen freigebende Stellung zu bringen. Wenn die Stange 54 nach unten geht, gestattet
der Arm 59 der Feder 6ß, die Bremse in die Bremsstellung zu bringen und wirkt die
Stoßstange 63 auf den Arm 34 ein, um die Bremse 29 in die Freistellung zu bringen.
Häufig ist es während des Betriebes einer solchen Maschine, beispielsweise wenn
dieFellder,I3 des Verpackungsstreifens aus dem Gleichschritt mit den Preßstempeln
fallen, notwendig, die Geschwindigkeit des Päckchenstreifens zeitweilig zu erhöhen
oder zu vermindern, um die Felder des Streifens wieder in Gleichschritt mit den
Preßstempeln zu bringen.
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Dieses wird in der Maschine durch die die Förderung steuernde Walze
36 erreicht. Diese Walze wird von dem Knauf45 so gesteuert, daß der von der Vorratsrolle
bei der Zuführungs- oder Aufwärtsbewegung des Förderelementes 35 abgezogene Abschnitt
beim Schwingen ihrer Achse nach oben oder nach links (Fig. 7) verkleinert wird und
daß dieser Abschnitt vergrößert wird, wenn die Achse der Walze 36 nach unten oder
nach rechts schwingt.
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Wie bereits oben erwähnt, verändert das Schwingen der Achse der Walze
36 infolge der exzentrisch gelagerten Welle 39 den Abstand zwischen dem untersten
Punkt auf der Oberfläche jener Walze und dem höchsten Punkt auf der Oberflläche
des Hauptförderelementes 35. Dementsprechend verändert sich auch die Länge des Streifenabschnittes
zwischen jenen Punkten,wodurch sich selbstverständlich die Zuführungsgeschwindigkeit
des Streifens ebenfalls ändert. Um die während einer gegebenen Streifenzuführungsbewegung
des Förderelementes zugeführten Streifenabschnitte im Verhältnis zu den bei der
vorhergehenden Zuführungsbewegung zugeführten Abschnitten zu vergrößern oder zu
verkleinern, ist es notwendig, daß die'die Förderung steuernde Walze3,6 sich während
jeder Bewegung des Förderelementes 35 dreht. Dies wird durch die Anordnung eines
Knaggen'65 am Arm 46 erreicht, der das Förderelement 35 trägt, zwecks Zusammenarbeit
mit einer Rolle 66 auf dem Arm 44 der Kurbel 4r.,Infolgedessen wird, wenn das Förderelement
35 sich seiner untersten Stellung nähert, der Knaggen 65 auf die Rolle 66 treffen
und die Welle 39 der die Förderung steuernden Walze 36 drehen. Dabei wird er auch
die Welle 39 der letzteren nach oben oder links schwingen (Fig. 7).
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Wenn das Förderelement nach oben geht, wird die Feder 43 die Welle
der Walze 36 nach unten oder rechts schwingen lassen.
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Um den Schwingungsbereich der die Förderung steuernden Walze 36 verändern
zu können, ist ein Steuerblock 67 angeordnet (Fig. 4), der drehbar bei 68 auf dem
Hilfsrahmen 27 befestigt ist und normalerweise von einer Druckfeder 69 nach oben
gegen einen Anschlag 70 gedrückt wird. An diesem Hebel befindet sich eine Stellschraube
71, deren eines Ende 72 normalerweise in dem Wege eines Regulierarmes 713 liegt,
der starr mit der Welle 39 verbunden ist. Dieser Regulierarm wird normalerweise
durch die Feder 43 gegen das Ende 72 der Regulierschraube gedrückt. Durch Verstellen
der Schraube 71 kann eine genaue Veränderung des Schwingungsweges des Regulierarmes
und infolgedessen auch des jeweiligen Nachschubs des Streifens 6 erzielt werden.
Wenn es erwünscht ist, den Nachschub schnell bis zu einem Maximum zu steigern, kann
der Block 67 nach unten geschwenkt werden, so daß das Ende 72 der Stellschraube
aus dem Wege des Regulierarmes 73 herausgelangt, worauf sich die Welle 39 dreht,
bis der Stift 45 das Ende des Schlitzes 45 erreicht. Ist es andererseits wünschenswert,
den Nachschub schnell auf ein Minimum zu vermindern, so wird ein Hebel 74 vorgesehen,
der bei 75 in seiner Mitte an dem Block 67 drehbar gelagert ist und dessen Ende
76 geeignet ist, einen Ansatz 77 des Regulierarmes 73 in der Weise zu beeinflussen,
daß dieser Arm und infolgedessen auch die Welle 39 nach links bewegt werden (Fig.4
und 7), damit der kleinste Abstand zwischen dem untersten Punkt des Umfanges der
Walze 36 un;d dem höchsten Punkt des Förderelementes 35 eingestellt wird. Der Hebel
74 ist normalerweise außer Eingriff mit dem Reguherarm 73, da die Schwerkraft das
mit Handgriff versehene Ende 78 des Hebels nach unten zieht.
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Mit dieser Vorrichtung können Abschnitte des Streifens 76, die jeweils
zur Herstellung einer einzigen Packung genügen, schrittweise von der Vorratsquelle
herabgezogen werden und kann der Nachschub periodisch vermehrt oder vermindert werden,
um Ungenauigkeiten des Nachschubvorganges auszugleichen. Von der Fördervorrichtung
B wird der Streifen über die Walze 38 durch die Verbindungsvorrichtung D hindurch
nach unten gezogen (vgl.
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Fig. I).
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Die ausführliche Darstellung der Einzelheiten der vorliegenden Erfindung
ist in erster Linie zum Zwecke des besseren Verständnisses der Erfindungsgrundlagen
erfolgt. Es können jedoch Verbesserungen und Änderungen der Maschinenkonstruktion
innerhalb des Erfindungsbereiches vorgenommen werden. Beispielsweise können die
Wellen und die Oberflächen der Nockenführungen geändert werden, falls es erwünscht
ist, die zeitliche und operative Verbindung der einzelnen Fördervorrich-
tullgen.
der erl)iIl(lullgsvorrichtunfg, der Füllungsvorrichtung zu variieren. Auch können
die verschiedenen Wellen mit beliebigen Antriebsvorrichtungen versehen sein.