EP0569937B2 - Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit bewegbarem Unterteil - Google Patents

Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit bewegbarem Unterteil Download PDF

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EP0569937B2
EP0569937B2 EP93107650A EP93107650A EP0569937B2 EP 0569937 B2 EP0569937 B2 EP 0569937B2 EP 93107650 A EP93107650 A EP 93107650A EP 93107650 A EP93107650 A EP 93107650A EP 0569937 B2 EP0569937 B2 EP 0569937B2
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EP
European Patent Office
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work station
guide rods
guide
station according
rod
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EP93107650A
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French (fr)
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EP0569937A1 (de
Inventor
Johann Natterer
Elmar Ehrmann
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Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
Original Assignee
Multivac Sepp Haggenmueller GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/02—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas
    • B65B31/021—Filling, closing, or filling and closing, containers or wrappers in chambers maintained under vacuum or superatmospheric pressure or containing a special atmosphere, e.g. of inert gas the containers or wrappers being interconnected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B65/00—Details peculiar to packaging machines and not otherwise provided for; Arrangements of such details
    • B65B65/02—Driving gear

Definitions

  • the invention relates to a workstation integrated in a packaging machine, having an upper part and a lower part, which can be lowered into a lowered position or lifted into a raised position, and a lifting device for carrying out the movement.
  • Such a workstation is used in a known manner as part of packaging machines and in particular of vacuum packaging machines. Because of the forces occurring during operation, the known workstations are very heavy.
  • a workstation for a packaging machine is known in accordance with Fig. 4 an upper part and a lower part are each movable relative to each other via a toggle joint.
  • the drive of the two toggle joints is done together via a shaft connected to these.
  • a cutting station of a packaging machine is known according to FIG. 16, in which a pressure plate forming an upper part can be moved relative to a cutting drum forming a fixed lower part.
  • a lifting device for carrying out the movement which comprises a pair of parallel aligned guide rods which are fixedly connected at its upper end to the upper part and at its lower end fixed to a yoke.
  • the guide rods are slidably moved with the associated upper part via a toggle lever system in guide bushes connected to the lower part.
  • the GB-A 804352 shows a press in which a lower part is moved against an upper part via a Kniehebelsysytem.
  • the object of the invention is to provide a workstation of the type described above, which is used for comparable purposes and in particular also in vacuum packaging machines, which is constructed considerably lighter and compact, which has a particularly easily adjustable lifting device for the lower part and which is constructed in that it can be moved within the packaging machine.
  • the workstation has the advantage that it is space-saving and easy to build and that the lifting device for the lower part is due to the leadership of the lower part relative to the upper part exactly and easily adjustable.
  • the packaging machine shown comprises a trained as a thermoforming station first workstation 1, designed as an evacuation and sealing station second workstation 2 and designed as a cutting station third workstation 3.
  • the three workstations are supported by a machine frame 4, at the same time the guide for a chain drive, not shown for conveying the packaging material 5 or the packaging container to be formed therefrom.
  • the workstation has an upper part 6 and a cooperating lower part 7, which serve in the case of thermoforming station in the merged state by applying corresponding pressure differences in the interior for deep drawing of containers 8 from the packaging material 5 formed from films.
  • the workstation has a substantially rectangular configuration in its plan view.
  • the upper part is supported at its four corners by four guide rods 9, 10, 11.
  • the upper part in its four corners in the vertical direction Vietnameserekkende and mutually parallel bores, which are dimensioned with respect to their dimension and designed with respect to their surface so that the upper part on the guide rods 9, 10, 11 can slide.
  • There are provided for adjustable connection of the upper part with the guide rods screws 12, 13, 14, by adjusting the upper part is adjustable in a small area on the guide rods down.
  • pivot bearings 15, 16, 17 are firmly connected by friction welding to pivot bearings 15, 16, 17.
  • a pair of associated left and right pivot bearings 15, 16 are connected by a yoke 18 each.
  • the respectively associated rotary bearings 16, 17 are connected to one another via a lifting shaft 19.
  • the length dimensions of the yoke 18 and lifting shaft 19 are dimensioned so that the associated four guide rods are aligned parallel to each other.
  • the lift shafts are best Fig. 2 it can be seen a rectangular cross-section and have at their end faces at one end of the rectangular cross-section bearing journals with which they are mounted in the pivot bearings.
  • the work station of the lower part 7 comprises the actual cooperating with the upper part of the chamber part 20 and a supporting this bottom part 21.
  • the bottom part has at the guide rods corresponding locations guide bushings 22, 23, as best of Fig. 4 is apparent
  • pairs of toggle levers 24, 25 are provided on two opposite sides of the workstation. These have as lower with the pivot bearings 15, 16, 17 connected leg, which are formed by the respective lifting shaft 19.
  • the end of the rectangular shaft opposite from the bearing pin is connected via a pivot connection 26, 27 to an upper leg 28, 29 at one of its ends, which is connected at its opposite free end to the bottom part 21 via a rotary connection.
  • the connection point between the legs 28, 29 and the bottom part 21 is in the vertical direction directly above the respective bearing of the lifting shaft 19th
  • a parallel bar 30 is connected in a rotationally fixed manner via two equal-length legs 31, 32 to the pivots of the lifting shafts 19 or the lifting shafts in the manner of a parallelogram.
  • the fulcrums are such that there is a parallelogram construction.
  • a pneumatically or hydraulically driven piston-cylinder device 33 is provided, which is fastened with its one end to the yoke 18 and engages with the free end of its piston rod on the parallel rod 30.
  • the piston-cylinder device is arranged such that the lower part 7 in the retracted position of the piston 34 of the piston-cylinder device is the toggle joint in its folded position and thus the lower part in its lowered position.
  • the toggle joint In the extended position of the piston 34, the toggle joint is in his in Fig. 3 shown extended position and thus the lower part in the upper position in which the chamber is closed.
  • the toggle joint must carry the maximum force. This is possible in spite of the lifting shaft 19 formed only from a rectangular material, because the rectangular profile is aligned here in the vertical direction and reaches the highest rigidity in the working position.
  • a pneumatically actuated large-area membrane device 35 is provided, which is acted upon via a pneumatic line 36.
  • a default setting via the screws 12, 13, 14 for the position of the upper part. It is then moves the lower part in the manner described above relative to the upper part in the closed position.
  • the membrane 35 is subjected to compressed air, whereby an additional contact force is exerted.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Arbeitsstation, integriert in eine Verpackungsmaschine, mit einem Oberteil und einem in eine abgesenkte Stellung senkbaren bzw. in eine angehobene Stellung anhebbaren Unterteil und einer Hubeinrichtung zum Ausführen der Bewegung.
  • Eine solche Arbeitsstation wird in bekannter Weise als Bestandteil von Verpackungsmaschinen und insbesondere von Vakuumverpackungsmaschinen verwendet. Wegen der im Betrieb dabei auftretenden Kräfte sind die bekannten Arbeitsstationen sehr schwer gebaut.
  • Aus der FR-A-2 180 785 ist eine Arbeitsstation für eine Verpackungsmaschine bekannt, bei der gemäß Fig. 4 ein Oberteil und ein Unterteil jeweils über ein Kniehebelgelenk gegeneinander bewegbar sind. Der Antrieb der beiden Kniehebelgelenke erfolgt gemeinsam über eine mit diesen verbundene Welle. Es besteht jedoch keine Führung der Bewegung des Unterteils relativ zum Oberteil und damit ist eine exakte Einstellung der Bewegung schwierig.
  • Aus der US 4,034,536 ist gemäß Fig. 16 eine Schneidstation einer Verpackungsmaschine bekannt, bei der eine ein Oberteil bildende Andruckplatte gegenüber einer ein feststehendes Unterteil bildenden Schneidtrommel bewegt werden kann. Es ist eine Hubeinrichtung zum Ausführen der Bewegung vorgesehen, welche ein Paar parallel zueinander ausgerichtete Führungsstangen aufweist, die an ihrem oberen Ende fest mit dem Oberteil und an ihrem unteren Ende fest mit einem Joch verbunden sind. Die Führungsstangen werden mit dem damit verbundenen Oberteil über ein Kniehebelsystem in mit dem Unterteil verbundenen Führungsbuchsen gleitend bewegt.
  • Die GB-A 804352 zeigt eine Presse, bei der ein Unterteil gegen ein Oberteil über ein Kniehebelsysytem bewegt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Arbeitsstation der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die zu vergleichbaren Zwecken und insbesondere auch bei Vakuumverpackungsmaschinen einsetzbar ist, die erheblich leichter und platzsparend aufgebaut ist, die eine besonders leicht einstellbare Hubeinrichtung für das Unterteil aufweist und die so aufgebaut ist, daß sie innerhalb der Verpackungsmaschine bewegt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichnete Arbeitsstation gelöst, wobei der nicht mit den Kniehebelsystem verbundene Angriffspunkt der Kolben-Zylindereinrichtung nicht mit einem Rahmen, sondern mit dem Joch verbunden ist, welche fest mit dem Oberteil verbunden ist.
  • Die Arbeitsstation hat den Vorteil, daß sie platzsparend und einfach gebaut ist und daß die Hubeinrichtung für das Unterteil aufgrund der Führung des Unterteils relativ zu dem Oberteil exakt und leicht einstellbar ist.
  • Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer Vakuumverpackungsmaschine mit weggelassener Seitenabdeckung;
    Fig.2
    eine Seitenansicht einer Arbeitsstation in geöffneter Stellung der Station;
    Fig. 3
    die Fig. 2 entsprechende Ansicht in geschlossener Darstellung;
    Fig. 4
    die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1 in einem Teil in geöffneter und in einem Teil in geschlossener Darstellung.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Verpackungsmaschine umfaßt eine als Tiefziehstation ausgebildete erste Arbeitsstation 1, eine als Evakuier- und Versiegelungsstation ausgebildete zweite Arbeitsstation 2 und eine als Schneidestation ausgebildete dritte Arbeitsstation 3. Die drei Arbeitsstationen werden von einem Maschinenrahmen 4 getragen, der gleichzeitig auch die Führung für einen nicht gezeigten Kettenantrieb zum Fördern des Verpackungsmaterials 5 bzw. der daraus zu bildenden Verpackungsbehälter aufweist.
  • Wie am besten aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, weist die Arbeitsstation ein Oberteil 6 und ein damit zusammenwirkendes Unterteil 7 auf, die im Fall der Tiefziehstation im zusammengeführten Zustand durch Anlegen entsprechender Druckdifferenzen im Inneren zum Tiefziehen von Behältern 8 aus dem aus Folien gebildeten Verpackungsmaterial 5 dienen.
  • Die Arbeitsstation weist in ihrer Draufsicht eine im wesentlichen rechteckige Konfiguration auf. Das Oberteil wird an seinen vier Ecken von vier Führungsstangen 9, 10, 11 getragen. Zu diesem Zweck weist das Oberteil in seinen vier Ecken sich in vertikaler Richtung erstrekkende und zueinander parallel ausgerichtete Bohrungen auf, die bezüglich ihrer Abmessung so bemessen und bezüglich ihrer Oberfläche so gestaltet sind, daß das Oberteil auf den Führungsstangen 9, 10, 11 gleiten kann. Es sind zur einstellbaren Verbindung des Oberteiles mit den Führungsstangen Schrauben 12, 13, 14 vorgesehen, durch deren Verstellung das Oberteil in einem kleinen Bereich auf den Führungsstangen nach unten verstellbar ist.
  • An dem dem Oberteil 6 gegenüberliegenden unteren Ende der Führungsstangen sind diese mittels Reibschweißens mit Drehlagern 15, 16, 17 fest verbunden. Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind jeweils ein Paar von zusammengehörendem linken und rechten Drehlager 15, 16 durch ein Joch 18 miteinander verbunden. In der Richtung senkrecht dazu sind die jeweils zusammengehörenden Drehlager 16, 17 über eine Hubwelle 19 miteinander verbunden. Die Längenabmessungen von Joch 18 und Hubwelle 19 sind so bemessen, daß die damit verbundenen vier Führungsstangen Parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Hubwellen weisen, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, einen rechteckförmigen Querschnitt auf und besitzen an ihren Stirnseiten an einem Ende des rechteckförmigen Querschnittes Lagerzapfen, mit denen sie in den Drehlagern gelagert sind.
  • Ferner umfaßt die Arbeitsstation des Unterteils 7 mit dem eigentlichen mit dem Oberteil zusammenwirkenden Kammerteil 20 und einem diesen tragenden Bodenteil 21. Der Bodenteil weist an den den Führungsstangen entsprechenden Stellen Führungsbuchsen 22, 23 auf, wie dies am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist
  • An zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Arbeitsstation sind, wie am besten aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich ist, Paare von Kniehebeln 24, 25 vorgesehen. Diese weisen als unteren mit den Drehlagern 15, 16, 17 verbundene Schenkel auf, die durch die jeweilige Hubwelle 19 gebildet werden. Das von den den Lagerzapfen aufweisenden Ende gegenüberliegende Ende der rechteckigen Welle ist über eine Drehverbindung 26, 27 mit einem oberen Schenkel 28, 29 an einem von dessen Enden verbunden, der an seinem gegenüberliegenden freien Ende über eine Drehverbindung mit dem Bodenteil 21 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Schenkel 28, 29 und dem Bodenteil 21 liegt in vertikaler Richtung direkt über dem jeweiligen Lager der Hubwelle 19.
  • Ferner ist nach Art eines Parallelogrammes eine Parallelstange 30 über zwei gleichlange Schenkel 31, 32 mit den Drehzapfen der Hubwellen 19 bzw. den Hubwellen selbst drehfest verbunden. Die Drehpunkte liegen so, daß eine Parallelogrammkonstruktion vorliegt. Schließlich ist eine pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Kolben-Zylindereinrichtung 33 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende am Joch 18 befestigt ist und mit dem freien Ende ihrer Kolbenstange an der Parallelstange 30 angreift.
  • Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist die Kolben-Zylindereinrichtung derart angeordnet, daß das Unterteil 7 in zurückgezogener Stellung des Kolbens 34 der Kolben-Zylindereinrichtung das Kniehebelgelenk in seiner gefalteten Stellung und damit das Unterteil in seiner abgesenkten Stellung ist. In der ausgefahrenen Stellung des Kolbens 34 befindet sich das Kniehebelgelenk in seiner in Fig. 3 gezeigten gestreckten Stellung und damit das Unterteil in der oberen Stellung, in der die Kammer geschlossen ist. Gerade in dieser Stellung muß das Kniehebelgelenk die maximale Kraft tragen. Das ist trotz der nur aus einem Rechteckmaterial gebildeten Hubwelle 19 möglich, weil das Rechteckprofil hier in vertikaler Richtung ausgerichtet ist und in Arbeitsstellung die höchste Steifigkeit erreicht.
  • Für den Betrieb erfolgt zunächst über die oben beschriebene Schraubeinstellung mittels der Schrauben 12 und 13 eine Feineinstellung der Lage des Oberteiles derart, daß eine ausreichende Verschlußkraft genau dann zwischen den beiden Teilen wirksam ist, wenn der Kniehebelmechanismus in die in Fig. 3 gezeigte gestreckte Arbeitsstellung bewegt ist.
  • Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich zu der bereits beschriebenen Feineinstellung der Höhe des Oberteiles 6 über die Schrauben 12, 13, 14 zwischen dem Bodenteil 21 und dem Kammerteil 20 noch eine pneumatisch betätigbare großflächige Membraneinrichtung 35 vorgesehen, die über eine Pneumatikleitung 36 beaufschlagt wird. Bei dieser Ausführungsform erfolgt zunächst eine Voreinstellung über die Schrauben 12, 13, 14 für die Stellung des Oberteiles. Es wird dann das Unterteil in der oben beschriebenen Weise relativ zum Oberteil in die Schließstellung bewegt. Zur Erhöhung des Anpressdruckes zwischen Unterteil und Oberteil wird die Membran 35 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch eine zusätzliche Anpresskraft ausgeübt wird. Anstelle der Membraneinrichtung können auch Kurzhubzylinder, Hydraulikzylinder oder eine Exzentereinrichtung zum Erzeugen der zusätzlichen hohen Schließkraft vorgesehen sein.

Claims (8)

  1. Arbeitsstation (1, 2, 3) integriert in eine Verpackungsmaschine mit einem Oberteil (6) und einem in eine abgesenkte Stellung senkbaren bzw. in eine angehobene Stellung anhebbaren Unterteil (7) und einer Hubeinrichtung zum Ausführen der Bewegung des Unterteils mit wenigstens einem Paar parallel zueinander ausgerichteter Führungsstangen (9, 10, 11), die an ihrem oberen Ende fest mit dem Oberteil (6) und an ihrem unteren Ende fest mit einem Joch (18) verbunden sind, auf den Führungsstangen (9, 10, 11) laufenden Führungsbuchsen (23), die mit dem Unterteil (7) verbunden sind, mit einem Kniehebelsystem (24, 25), welches mit den Führungsbuchsen (23) verbunden ist und welches so angebracht ist, daß es in der gewinkelten Stellung das Unterteil über die Führungsbuchsen in der unteren Stellung und in seiner gestreckten Stellung in der obersten Stellung hält
    und
    einer Kolben-Zylindereinrichtung (33) mit dem Kolben bzw. dem Zylinder zugeordneten Angriffspunkten, von denen der eine mit dem Joch (18) und der andere mit dem Kniehebelsystem (24, 25) verbunden ist, wobei
    der eine aüßere Drehpunkt des Kniehebelsystems mit der Führungsbuchse und der andere aüßere Drehpunkt mit der Führungsstange mittels eines Drehlagers verbunden sind und wobei an jeder Seite der Arbeitsstation (1) eine erste und eine zweite Führungsstange vorgesehen sind, die jeweils durch die mit der Führungsstange verbundenen Schenkel bildende Hubwellen (19) miteinander verbunden sind.
  2. Arbeitsstation nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Führungsstange verbundene Schenkel (19) des Kniehebelsystems einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen lange Seite sich im gestreckten Zustand im wesentlichen parallel zu den Führungsstangen (9, 10, 11) erstreckt.
  3. Arbeitsstation nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (9, 10, 11) jeweils das Drehlager für die Lagerung des anderen äußeren Drehpunktes an ihrem unteren Ende aufweisen und die Führungsstangen dort jeweils durch Reibschweißen mit diesem Drehlager der Schenkel (19) verbunden sind.
  4. Arbeitsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Unterteil (20) und dem Bodenteil (21) ein Element (35) zum Erzeugen eines hohen Schließdruckes vorgesehen ist.
  5. Arbeitsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (6) und die Führungsstangen (9, 10, 11) derart miteinander verbunden sind, daß eine höhenmäßige Feineinstellung möglich ist.
  6. Arbeitsstation nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine Stange (30) vorgesehen ist, die sich parallel zu dem Joch (18) erstreckt, und die über zwei an den jeweiligen Enden der Stange (30) drehbar gelagerte Schenkel (31, 32) mit Drehzapfen der Hubwellen (19) drehfest verbunden ist.
  7. Arbeitsstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    der mit dem Kniehebelsystem (24, 25) verbundene Angriffspunkt der Kolben-Zylindereinrichtung (33, 34) an einem Ende einer der Schenkel (31, 32) liegt.
  8. Arbeitsstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
    die durch die Drehlager an den Führungsstangen (9, 10, 11) und durch die Drehlager an der Stange (30) definierten Drehpunkte zueinander so angeordnet sind, daß sie auf den Eckpunkten eines Parallelogramms liegen, so daß die Stange (30) parallel zu dem Joch (18) bewegbar ist.
EP93107650A 1992-05-15 1993-05-11 Arbeitsstation einer Verpackungsmaschine mit bewegbarem Unterteil Expired - Lifetime EP0569937B2 (de)

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DE4216210A DE4216210A1 (de) 1992-05-15 1992-05-15 Arbeitsstation mit einem Oberteil und einem relativ dazu bewegbaren Unterteil
DE4216210 1992-05-15

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EP0569937A1 EP0569937A1 (de) 1993-11-18
EP0569937B1 EP0569937B1 (de) 1996-08-21
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