Verpackungsmaschine für etwa quader-, würfel- oder eiförmige Gegenstände
Die Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine für etwa quader-, würfel- oder eiförmige Gegenstände, bei der der Verpackungsgegenstand zusammen mit einem vor diesem eingestellten, ein- oder mehrlagigen Hüllblatt in eine Faltmatrize eingeschoben wird, wobei das Hüllblatt zuerst U-förmig um den Verpackungsgegenstand gefaltet und dann durch Faltklappung geschlossen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits die Arbeitsgeschwindigkeit derartiger Verpackungsmaschinen mit einfachen und wenig aufwendigen Mitteln zu erhöhen und andererseits ein einwandfreies Verpacken von qua der- und würfelförmigen Gegenständen mit stark abgerundeten Kanten, sowie insbesondere auch von eiförmigen oder ähnlichen Gegenständen zu gewährleisten.
Die Erfindung besteht darin, dass zwischen einer endlosen Zuführungsvorrichtung für die im Abstand aufeinanderfolgenden Verpackungsgegenstände und einer endlosen, entlang der Faltmatrize laufenden Fördervorrichtung, die mindestens einen aus zwei quer zu der Laufrichtung im Abstand untereinander angeordneten Faltbacken bestehenden Faltmitnehmer aufweist, eine umlaufende Fördertrommel vorgesehen ist, die mindestens einen schaufelartigen Aufnahmekasten zur Abnahme je eines Verpackungsgegenstandes von der Zuführungsvorrichtung sowie einen zugeordneten,
vorgeschalteten Sauger zum Festhalten des Hüllblattes und einen entsprechenden Stössel zum Einschieben des Verpackungsgegenstandes zusammen mit dem davor eingestellten Hüllblatt aus dem Aufnahmekasten der Trommel in den Faltmitnehmer der Fördervorrichtung unter gleichzeitiger U-förmiger Faltung des Hüllblattes um den Verpackungsgegen sand aufweist.
Bei einer zweckmässigen, besonders platzsparenden Ausführung kann die durch oder über die Faltmatrize laufende Fördervorrichtung gegenläufig im Abstand über die Zuführungsvorrichtung angeordnet sein, wobei der Verpackungsgegenstand aus dem Aufnahmekasten der zwischengeschalteten Fördertrommel durch den Stössel von unten nach oben in den Faltmitnehmer der Fördervorrichtung eingeschoben wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Verpackungsmaschine in schematischem Aufriss,
Fig. 2 das Beschickungsende der endlosen Zuführungsvorrichtung, in schaubildlicher Darstellung,
Fig. 3 einen Teil der Zuführungsvorrichtung im Auf riss,
Fig. 4 die Fördertrommel im Längsschnitt,
Fig. 5, 6 und 7 einen Sauger der Fördertrommel im Aufriss, Grundriss und Querschnitt,
Fig. 8 die Fördertrommel im Aufriss,
Fig. 9 einen Faltmitnehmer der Fördervorrichtung im Aufriss,
Fig. 10 bis 15 aufeinanderfolgende Arbeitsgänge beim Verpacken eines Gegenstandes mit der Maschine nach Fig. 1 bis 9,
Fig. 16 einen Teil der Faltvorrichtung im Grundriss.
Die Verpackungsmaschine umfasst eine endlose Zuführungsvorrichtung 1, eine darüber gegenläufig angeordnete endlose Fördervorrichtung 2 und eine dazwischen geschaltete Fördertrommel 3. Sowohl die Zuführungsvorrichtung 1 als auch die Fördertrommel 3 und die anschliessende Fördervorrichtung 2 führen kontinuierliche, aufeinander abgestimmte Umlaufbewegungen in den eingezeichneten Pfeilrichtungen aus. Die Fördervorrichtung 2 läuft durch bzw. über eine an sich bekannte Faltmatrize 4, die in Fig. 1 strichpunktiert eingetragen ist. Seitlich neben der Fördertrommel 3 ist eine Vorrichtung 5 angeordnet, die die für die Verpackung der einzelnen Gegenstände erforderlichen Hüllblätter liefert.
Die einzelnen Verpackungsgegenstände 6 werden durch die Zuführungsvorrichtung 1 im Abstand aufeinanderfolgend der Fördertrommel 3 zugeführt und durch diese Trommel zusammen mit einem von der Vorrichtung 5 gelieferten Hüllblatt 7 der darüberliegenden in Fördervorrichtung 2 übergeben, die den Verpackungs gegenstand durch die Faltmatrize 4 zieht. Die Faltung des Hüllblatts 7 um den Verpackungsgegenstand 6 wird teilweise bereits bei der Ueberführung des Verpackungsgegenstandes von der Fördertrommel 3 an die Fördervorrichtung 2 bewirkt und anschliessend beim Durchlaufen der Faltmatrize 4, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Verkleben oder Verschweissen der Packung, vollendet.
Die verpackten Gegenstände verlassen die Maschine über einen Bandförderer 8 und eine anschliessende Rutsche 9.
In der weiteren Beschreibung werden die zu verpakkenden Gegenstände 6 der Einfachheit halber als Seifenstücke bezeichnet, wobei dies selbstverständlich nur ein Beispiel für die vielen Anwendungsmöglichkeiten der Verpackungsmaschine darstellt. Es ist ausserdem zu beachten, dass das Hüllblatt durch jede beliebige, faltbare, blattförmige Hülle, z. B. durch einen Papierbogen oder eine Plastikfolie, ein Zellophanblatt oder dergleichen gebildet werden kann. Das Hüllblatt kann ein- oder mehrlagig sein und auch aus materialmässig verschiedenen Lagen bestehen.
Im einzelnen sind die verschiedenen Teile der Verpackungsmaschine folgendermassen ausgebildet.
Die Zuführungsvorrichtung 1 besteht aus zwei parallelen endlosen Ketten 10 (Fig. 2), die auf Kettenrädern 11 geführt sind und unterhalb einer ebenen, vorzugsweise in der Förderrichtung nach oben geneigten und mit zwei Seitenwänden 112 versehenen Führungsbahn 12 laufen. Zwischen den zwei Ketten 10 sind in regelmässigen Abständen Querstäbe 13 befestigt, die je einen verschwenkbaren, gabelförmigen Mitnehmer 14 tragen. Jede Mitnehmerzahl 14 weist einen seitlichen radialen Lenkarm 114 auf, der mit einer Lenkrolle 15 versehen ist.
Für diese Rolle 15 ist unterhalb der Führungsbahn 12 eine seitliche, etwa U-förmige Führung 16 vorgesehen, wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn die Lenkrolle 15 in diese Führung 16 eingreift, richtet sich die entsprechende verschwenkbare Mitnehmergabel 14 etwa senkrecht zu der Ebene des Kettenpaares 10 auf und die zwei Gabelarme ragen durch zwei entsprechende längsgerichtete Schlitze 17 auf der Oberseite der Führungsbahn 12 vor. Wenn dagegen die Lenkrolle 15 des Armes 114 nicht in die U-förmige Führung 16 eingreift, sondern auf der Unterseite 116 derselben läuft, legt sich die Mitnehmergabel 14 etwa auf die Ebene des Kettenpaares 10 und läuft unterhalb der Führungsbahn 12 durch, ohne auf der Oberseite derselben vorzuspringen.
Die zu verpackenden Seifenstücke 6 werden auf einer Gleitbahn 18 seitlich der Zuführungsvorrichtung 1 zugebracht und durch eine angetriebene Zubringerrolle 19 auf die Führungsbahn 12 geschoben. Auf der der Zubringerrolle 19 entgegengesetzten Seite der Führungsbahn 12 ist ein um den Zapfen 21 verschwenkbarer Tasthebel 20 angeordnet, dessen nach unten über den Rand der Führungsbahn 12 abgebogenes freies Ende 120 die stirnseitige Einlauföffnung der Führung 16 abschliesst. Der Tasthebel 20 wird in dieser Schliesstellung durch eine Feder 22 gehalten. Vor der Einlauföffnung der Führung 16 ist ausserdem ein gekrümmter, um den Zapfen 23 verschwenkbarer Führungshebel 24 angeordnet, der unter Einwirkung einer Feder 25 von unten gegen die untere Einlaufkante der Führung 16 anliegt und eine möglichst stetige Einlaufbahn in diese Führung bildet.
Die Zubringerrolle 19 drückt jedes einlaufende Seifenstück 6 gegen den Tasthebel 20, wodurch dieser entgegen der Kraft der Feder 22 derart, z. B. im Uhrzeigersinn in Fig. 2 verschwenkt wird, dass sein abgewinkeltes Ende 120 die Einlauföffnung der Führung 16 freigibt.
Die auf den gekrümmten Führungshebel 24 auflaufende Lenkrolle 15 der nächstfolgenden Mitnehmergabel 14 läuft infolgedessen in die Führung 16 ein und richtet die entsprechende Gabel 14 auf, so dass diese das eingeführte Seifenstück 6 mitnimmt und auf der Führungsbahn 12 gegen die Fördertrommel 3 verschiebt. Das Seifenstück 6 betätigt dabei einen Steuerschalter 26, der den Arbeitsgang der Maschine für die Verpackung dieses Seifenstückes einschaltet.
Wenn dagegen das Seifenstück 6 noch nicht oder noch nicht vollständig durch die Zubringerrolle 19 auf die Führungsbahn 12 geschoben ist, so bleibt der Tasthebel 20 in seiner Ruhestellung, in der sein abgewinkeltes Ende 120 die Einlauföffnung der Führung 16 verschliesst. Die Lenkrolle 15 einer Mitnehmergabel 14 stösst deshalb gegen die abgeschrägte Vorderseite des Tasthebelendes 120 und wird dadurch nach unten abgeleitet, wobei sie den Führungshebel 24 entsprechend entgegen der Kraft der Feder 25 verschwenkt und unterhalb der Führung 16 zu liegen kommt, d. h. auf die Unterseite 116 dieser Führung abrollt. Die entsprechende Mitnehmergabel 14 wird deshalb in ihre liegende Stellung verschwenkt und kann das z. B. nur teilweise eingeschobene Seifenstück 6 nicht anstossen.
Die Fördertrommel 3 besteht aus einem zylindrischen Trommelkörper 27, der auf einer z. B. durch einen doppelten Kettentrieb 28 angetriebenen und im Maschinengestell 30 gelagerten Welle 29 befestigt ist (Fig. 4 und 8).
Auf der äusseren Stirn seite des Trommelkörpers 27 sind einige schaufelartige Aufuahmekästen 31 in gleichmässigen Abständen schwenkbar gelagert. Jeder Kasten 31 ist zur Aufnahme eines Seifenstückes 6 bestimmt und auf einem Zapfen 32 befestigt, der drehbar in dem Trommelkörper gelagert ist und auf der entgegengesetzten, d. h. inneren Stirnseite desselben vorspringt. Dieses vorspringende Ende des Zapfens 32 weist einen radialen Lenkarm 33 auf, der mit einer Tastrolle 34 in die stirnseitige Führungsnut 35 einer am Maschinengestell 30 befestigten Kurvenscheibe 36 eingreift.
Jedem Aufnahmekasten 31 ist auf der äusseren Stirnseite des Trommelkörpers 27 ein verschwenkbarer Stössel 37 zugeordnet, der auf einem im Trommelkörper 27 drehbar gelagerten Zapfen 38 befestigt ist. Das entgegengesetzte Ende des Zapfens 38 springt auf der entsprechenden, inneren Stirnseite des Trommelkörpers 27 vor und weist einen radialen Lenkarm 39 auf, der mit einer Tastrolle 40 in eine weitere stirnseitige Führungsnut 41 der Kurvenscheibe 36 eingreift.
Ausserdem ist jedem Aufnahmekasten 31 ein in der Drehrichtung der Trommel3 vorgeschalteter, rohrförmiger Sauger 42 zugeordnet, der imTrommelkörper 27 befestigt ist und auf der äusseren Stirnseite desselben vorspringt.
Jeder Sauger 42 weist auf seinem nach aussen gerichteten Mantelflächenteil einen längsgerichteten Saugschlitz bzw. eine entsprechende Sauglochreihe auf. Ausserdem steht jeder Sauger 42 mit einer entsprechenden Ausnehmung 43 auf der Mantelfläche des Trommelkörpers 27 in Verbindung. Diese Ausnehmung 43 wird bei der Drehung des Trommelkörpers 27 zeitweise von einem bogenförmigen, ortsfest am Maschinengestell 30 angeordneten Saugkasten 44 abgedeckt, der aussen um den Trommelkörper 27 angeordnet ist und sich über ein bestimmtes Winkelmass erstreckt. Dieser mit einer Saugleitung 45 verbun dene Saugkasten 44 ist auf seiner dem Trommelkörper 27 zugekehrten Seite offen ausgebildet und liegt mit dieser offenen Seite dichtend gegen die Mantelfläche des Trommelkörpers 27 an.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Seifen stücke 6 in ein doppellagiges Hüllblatt 7 verpackt, das z. B. aus einem äusseren Papierblatt und einem inneren Wachspapierblatt bestehen kann. Die zwei Papierlagen werden mittels einem Zugrollenpaar 46 von entsprechenden Papierrollen 107, 207 abgewickelt, übereinandergelegt und durch eine Schneidvorrichtung 47 auf die erforderliche Hüllblattgrösse abgeschnitten (Fig. 1). Das abgetrennte, doppellagige Hüllblatt 7 wird auf einer Auflagefläche 48 der Fördertrommel 3 im Bereich der Sauger 42 zugeführt.
Das Ergreifen des Hüllblattes 7 durch den Sauger stellt keine Schwierigkeit dar, wenn dieses Blatt einlagig ausgebildet ist, oder aus mehreren Lagen besteht die von unten nach oben eine zunehmende Breite aufweisen. Es ist aber oft erforderlich, ein z. B. dreilagiges Hüllblatt 7 zu benutzen, bei dem die mittlere Lage 72 eine geringere Breite als die darunterliegende Lage 71 aufweist, während die oberste Lage 73 am breitesten ist, wie insbesondere in Fig. 5 bis 7 dargestellt ist. Dies ist z. B. der Fall bei Seifenverpackungen, bei denen die mittlere Lage 72 aus stärkerem Papier bzw. aus dünner Pappe besteht und nur um das Seifen stück gewickelt, aber nicht seitlich gefaltet wird. In einem solchen Fall kann die mittlere Lage 72 von einem gewöhnlichen Sauger 42 nicht erfasst werden.
Um hier Abhilfe zu schaffen, sieht die Erfindung einen rohrförmigen Sauger 142 vor, der auf seiner Saugseite eine längsgerichtete, muldenförmige Vertiefung 74 aufweist, in der die Sauglöcher 75 vorgesehen sind. An beiden Enden dieser muldenförmigen Vertiefung 74 sind vorzugsweise grössere Saugöffnungen 76 vorgesehen.
Die Grössenverhältnisse sind dabei so gewählt, dass die untere Lage 71 des Hüllblattes die seitlichen Saugöffnungen 76 nicht oder nur teilweise abdeckt, während sich die obere, breiteste Lage 73 über diese Saugöffnungen 76 und vorzugsweise auch an beiden Enden über die muldenförmige Vertiefung 74 hinaus erstreckt, wie insbesondere in Fig. 6 dargestellt ist.
Bei dieser Anordnung wird beim Anlegen des Vakuums an den Sauger 142 die unterste Lage 71 des Hüllblattes 7 in die muldenförmige Vertiefung 74 hineingezogen und entsprechend verformt (Fig. 7). Der infolge dieser Ausbiegung zwischen der unteren Lage 71 und der mittleren Lage 72 entstehende Zwischenraum 77 steht an beiden Enden mit den seitlichen Saugöffnungen 76 in Verbindung und wird gegenüber der Aussenluft durch die obere Lage 73 abgeschlossen. Infolgedessen wird das Vakuum auch in dem genannten Zwischenraum 77 wirksam und hält die mittlere Lage 72 fest. Die obere Lage 73 wird direkt durch den davon überdeckten Teil der seitlichen Saugöffnungen 76 festgehalten.
Die über der Fördertrommel 3 angeordnete, durch die Faltmatrize 4 laufende Fördervorrichtung 2 besteht aus einer endlosen Kette 49 bzw. aus einem entsprechenden Kettenpaar (Fig. 9). Auf dieser Kette 49 sind in regelmässigen Abständen etwa U-förmige, nach aussen offene Faltmitnehmer 50 befestigt, die aus je zwei, quer zu der Laufrichtung der Förderkette 49 gerichteten Faltbacken 51 und 52 bestehen. Vorzugsweise ist die in Laufrichtung vordere Faltbacke 52 starr, während die hintere Faltbacke 51 um den Zapfen 53 begrenzt schwenkbar gelagert ist. Der Abstand zwischen den beiden Backen 51, 52 ist so gewählt, dass dazwischen ein Seifenstück 6 bequem Platz finden kann.
Ausserdem ist zwischen den Backen 51, 52 jedes Faltmitnehmers 50 ein federnd nachgiebiger Stempel 54 gelagert, der z.B. aus einer durch eine Feder 55 nach aussen (nach unten in Fig. 9) gedrückten Platte besteht.
Jedes durch die Zuführungsvorrichtung der Fördertrommel 3 zugeführte Seifen stück 6 wird durch einen schaufelförmigen Aufnahmekasten 31 dieser Trommel hintergriffen und auf eine bogenförmige, um die Trommel 3 herum ortsfest angeordnete und an die Führungsbahn 12 angeschlossene Führungsfläche 56 geschoben, wie insbesondere in Fig. 10 dargestellt ist. Es ist dabei zu beachten, dass in den Fig. 10 bis 13 der Einfachheit halber nur ein einziger Aufnahmekasten 31 mit dem zugeordneten Stössei 37 und dem entsprechenden Sauger 42 dargestellt ist.
Bei der weiteren Drehung der Fördertommel 3 löst sich das Seifenstück 6 von der Führungsfläche 56 und wird nur von dem Aufnahmekasten 31 getragen. Ausserdem kommt die mit dem Sauger 42 verbundene Mantelausnehmung 43 der Trommel 3 im Bereich des Saugkastens 44 und wird dadurch an das Vakuum angeschlossen. Der Sauger 42 ergreift deshalb das von der Auflagefläche 48 vorspringende Ende des Hüllblattes 7 und zieht diesen bei der weiteren Drehung der Trommel 3 über den Aufnahmekasten 31, wie insbesondere aus Fig. 11 ersichtlich ist. Die Abnahme des Seifenstückes 6 von der Zuführungsvorrichtung 1 und das Einsetzen desselben in den Aufnahmekasten 31 werden durch geeignete, von der Kurvenscheibe 36 gesteuerte Schwingbewegungen des Aufnahmekastens 31 bewirkt bzw. unterstützt.
Wenn der Aufnahmekasten 31 mit dem Seifenstück 6 etwa den oberen Scheitel der Trommel 3 erreicht, kommt er in etwa waagrechter Stellung unter einen Faltmitnehmer 50 der synchron mit der Trommel 3 umlaufenden Fördervorrichtung 2 zu liegen. Der vorher ausserhalb des Aufnahmekastens 31 liegende Stössel 37 wird nun unter Einwirkung der Kurvenscheibe 36 durch eine entsprechende Bodenausnehmung 131 des Aufnahmekastens 31 hindurch nach oben verschwenkt und drückt das Seifenstück 6 zusammen mit dem darauf eingestellten Hüllblatt 6 von unten in den darüberliegenden Faltmitnehmer 50, wie insbesondere in Fig. 12 dargestellt ist. Dabei wird das Hüllblatt 7 U-förmig um das Seifenstück gefaltet und gleichzeitig durch den Sauger 42 freigegeben, da die Anschlussöffnung 43 des Saugers 42 den Saugkasten 44 verlässt und mit der Aussenluft in Verbindung tritt.
An der Einführungsstelle des Seifenstückes 6 in den Faltmitnehmer 50 ist ein in der Laufrichtung der Fördervorrichtung 2 vor und zurück verschiebbares Faltblatt 57 angeordnet (Fig. 8, 13 und 16). Dieses Faltblatt 57 ist an zwei seitlichen Schlitten 58 befestigt, die mit Hilfe von Rollen 59 in teilweise gekrümmten Führungen 60 laufen.
Die beiden Schlitten 58 sind an den Armen einer gabelförmigen Pleuelstange 61 angelenkt, die durch eine Kurbel 62 angetrieben wird. Auf der Innenseite der Schlitten 58 sind zwei Faltstücke 63 befestigt.
Nach dem Einführen des Seifensückes 6 in den Falt mitne'hmer 50 wird das Faltblatt 57 mit grösserer Geschwindigkeit als die Laufgeschwindigkeit der Fördervorrichtung 2 in der eingezeichneten Pfeilrichtung vorgeschoben und schlägt das entsprechende hintere Ende des Hüllblattes 7 um die hintere Kante des Seifenstückes 6 nach oben um, wie in Fig. 13 dargestellt ist. Ansehlies- send drücken die Faltstücke 63 das Hüllblatt 7 seitlich gegen das Seifenstück 6 an und bewirken dadurch die erste (hintere) Seitenfaltung 64 zur Bildung der seitlichen Klappen 66, 67 der Verpackung (Fig. 14).
Das Seifenstück 6 wird vom Faltmitnehmer 50 der Fördervorrichtung 2 in die Faltmatrize 4 eingeschoben und durch diese durchgezogen. Beim Einschieben in die Faltmatrize 4 wird zunächst das vordere freie Ende des Hüllblattes 7 durch die Einlaufkante des Faltmatrizenbodens 104 nach hinten auf die Unterseite des Seifenstückes 6 gefaltet, wie insbesondere in Fig. 13 dargestellt ist. Dabei wird das Seifenstück 6 durch den Stössel 37 infolge der Umlaufbewegung der Trommel 3 so lange unterstützt bzw. leicht angehoben, bis es mit einem wesentlichen Teil seiner Länge auf den Faltmatrizenboden 104 zu liegen kommt.
Infolgedessen wird eine einwandfreie Einführung des Seifenstückes 6 in die Faltmatrize 4 und eine sichere Abstützung desselben durch den Faltmatrizenboden 104 auch dann gewährleistet, wenn das Seifen stück 6 stark abgerundete Kanten aufweist bzw. eiförmig ausgebildet ist. Ohne diese nachträgliche Unterstützung des abgerundeten Seifenstückes 6 durch den Stössel 37 würde dieses vorzeitig absinken und sich gegen die Einlaufkante des Faltmatrizenbodens 104 verkanten.
Beim Durchziehen des Seifenstückes 6 durch die Faltmatrize 4 erfolgt zunächst in an sich bekannter Weise mittels seitlichen Faltstücken 68 (Fig. 9 und 13) die zweite (vordere) Seitenfaltung 65 des Hüllblattes zur Bildung der seitlichen Klappen 66, 67 der Verpackung (Fig. 14). Anschliessend werden diese Seitenklappen 66, 67, ebenfalls in an sich bekannter Weise, mittels seitlichen längsgerichteten Faltführungen 69, 70 auf die entsprechenden Seitenflächen des Seifenstückes 6 umgeschlagen, wie insbesondere in Fig. 14 und 15 dargestellt ist.