DE102005018405A1

DE102005018405A1 - Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation

Info

Publication number: DE102005018405A1
Application number: DE200510018405
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: DE102005018405B4; ITMI20060753A1

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation vorgeschlagen, die zumindest eine Positioniereinrichtung (90, 108) umfasst zur Zuführung von in Verpackungsmaterial (96) einzusiegelnden Gegenständen (98). Eine Siegelstation (80, 102, 106) versiegelt die einzusiegelnden Gegenstände (98) mit dem Verpackungsmaterial (96), wobei die Siegelstation (80, 102, 106) zumindest einen Siegelstempel (80) umfasst, der von einem Antrieb (114) bewegt wird. Dieser Antrieb (114) bewegt auch die Positioniereinrichtung (90, 108).

Description

Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation

Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation nach der Gattung des Anspruchs 1. Es ist bekannt, Positioniereinrichtung und Siegelstempel mit jeweils getrennten Antrieben zu betreiben, beispielsweise durch zwei Nutkurven (schnell laufende Verpackungsmaschine) oder durch pneumatische Antriebe bei mittel und langsam laufenden Verpackungsmaschinen. Außerdem kann auch auf eine Positioniereinrichtung verzichtet werden, wenn die Abnahme der zu versiegelnden Gegenstände direkt vom Stau erfolgt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben genannte Vorrichtung weiter zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation umfasst zumindest eine Positioniereinrichtung zur Zuführung von in Verpackungsmaterial einzusiegelnden Gegenständen. Es ist zumindest eine Siegelstation vorgesehen, die die einzusiegelnden Gegenstände mit dem Verpackungsmaterial versiegelt, wobei die Siegelstation zumindest einen Siegelstempel umfasst, den ein Antrieb bewegt. Erfindungsgemäß sind Kopplungsmittel vorgesehen zur mechanischen Kopplung der Positioniereinrichtung mit dem Antrieb. Gegenüber den Lösungen mit getrennten Antrieben entfallen hier aufwändige Synchronisationen von Positioniereinrichtung und Siegelstempelbewegung. Es werden Kosten- und Montagezeiteinsparungen durch weniger Bauteile erzielt.

Gegenüber Lösungen ohne Vereinzelung bzw. Positionierung wird eine Reduzierung der Prozesszeit erreicht, da das Nachfördern der zu versiegelnden Gegenstände unter dem Siegelstempel während und nicht nach dessen Aufwärtsbewegung stattfindet. Es wird bei gleicher Anzahl von Antrieben eine wesentliche Ausbringungssteigerung und Prozesssicherheit erreicht. Nebenbei wird auch die Inbetriebnahme vereinfacht, da nur ein Antrieb programmiert wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine perspektivische Ansicht eines eigenständig arbeitenden Applikationsmoduls ohne Darstellung des Verpackungsmaterials,

2 eine Seitenansicht des Applikationsmoduls mit Folie, aber ohne Gestell,

die 3 eine isometrische Darstellung der in 2 gezeigten Anordnung,

die 4a und 4b die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in schematischer Darstellung zu unterschiedlichen Betriebszuständen der Siegelstation, nämlich 4a während der Schweißung, 4b während dem Nachladen eines einzusiegelnden Gegenstands,

sowie 5 eine Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation in perspektivischer Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein eigenständig arbeitendes Applikationsmodul 10 besteht aus einem Gestell 12 mit angeschraubtem Schaltschrank 14, integriertem Bedien- und Anzeigeterminal 16 und eigener Beschutzung. Eine Packstoffrollenaufhängung 18 und ein Schneide- und Klebetisch 20 wird von der bestehenden Verpackungsanlage entkoppelt und am Gestell 12 befestigt. Eine Vorabwicklung 22, die einen Packstoff 13 wie beispielsweise eine Folie kontinuierlich in einen Folienspeicher 24 einträgt, und ein servomotorisch angetriebener Vakuumfolienvorzug 26, der aus dem Folienspeicher 24 den Packstoff 13 intermittierend vorzieht, bilden den Packstoffvorzug. Für die genaue Platzierung des einzusiegelnden Gegenstands wie beispielsweise ein Ventil arbeitet der Folienvorzug 26 mit einer Druckmarkensteuerung 30. Zwischen Folienspeicher 24 und Vakuumfolienvorzug 26 sind eine servomotorisch angetriebene Siegelstation 32 und eine Folieneinschneidstation 34 untergebracht. Zur Reduzierung der Prozesszeit arbeitet die Siegelstation 32 im Ultraschallverfahren mittels einer Ultraschallschweißeinrichtung 36. Ein elektromagnetischer Schwingförderer 38 zur Sortierung und Zuführung der nicht dargestellten einzusiegelnden Gegenstände in die Siegelstation 32 ist auf der Deckplatte des Gestells 12 platziert. Der Signalaustausch zur nachgeschalteten Maschine erfolgt über potenzialfreie Kontakte. Der Siegelstation 32 werden die einzusiegelnden Gegenstände über eine Zuführrinne 40 vom Schwingförderer 38 zugeführt. Der Siegelstation 32 ist eine Bahnkantensteuerung 44 vorgeschaltet. Die nun mit den eingesiegelten Gegenständen versehene Folie 13 verlässt das eigenständig arbeitende Applikationsmodul 10 über eine Folienweiterführung 42, die beispielsweise mit einer Schwinge zur Aufrechterhaltung der Bahnspannung ausgestattet ist. Eine separate Steuerung für das Applikationsmodul 10 ist in einem Schaltschrank 14, der mit dem Gestell 12 verbunden ist, untergebracht.
Das eigenständig arbeitende Applikationsmodul 10 dient insbesondere für die Verbindung von innen liegenden Kaffeeentgasungsventilen mit einem Verpackungsmaterial 13 wie beispielsweise eine Folie. Diese Ventile werden über einen Schwingförderer 38 dem Applikationsmodul 10 zugeführt. Der mit den Ventilen versehene Packstoff 13 kann anschließend weiteren Verpackungsmaschinen zugeführt werden wie beispielsweise Schlauchbeutelmaschinen zur Herstellung und Abfüllung eines Kaffeebeutels. Das Vorsehen eines eigenständig arbeitenden Applikationsmoduls 10 vereinfacht das Nachrüsten von bestehenden Verpackungsmaschinen und dient der Entkopplung des vor- und nachgelagerten Prozesses. Wie den 2 und 3 zu entnehmen, befindet sich die Packstoffrolle 11 in der Packstoffrollenaufhängung 18. Die Folie 13 gelangt über Umlenkrollen zu dem Schneid- und Klebetisch 20. Wird das Ende einer Packstoffrolle 11 erkannt, so dient der Schneid- und Klebetisch 20 der Verbindung der auslaufenden Folienbahn mit dem Anfang einer neuen Folienbahn einer neuen Packstoffrolle 11. Die Folie 13 wird über die Vorabwicklung 23 dem Folienspeicher 24 zugeführt. Erfindungsgemäß eignet sich für Applikationsmodule 10 mit hoher Leistung ein sogenannter Luftsackfolienspeicher. Diese an sich bekannte Folienspeicherart umfasst zudem eine beispielsweise über eine Lichtschranke erfolgende Regelung sowie eine Vakuumbremse zur Aufrechterhaltung der gewünschten Folienspannung. Eine Schikane dient der sauberen Folienführung. Durch den nach dem Luftsackprinzip arbeitenden Folienspeicher 24 lassen sich sehr kurze Vorschubzeiten erzielen. Prinzipiell sind jedoch auch andere Arten bekannter Folienspeicher 24 denkbar. Vom Folienspeicher 24 gelangt die Folie 13 zur Folieneinschneidstation 34. Die Folie 13 wird an der Stelle durchschnitten, wo später in der Siegelstation 32 das Ventil mit der Folie versiegelt verbunden wird. Anschließend wird die Folie intermittierend der Siegelstation 32 zugeführt. Die Ventile gelangen über den Schwingförderer 38 und die Zuführrinne 40 an die Siegelstation 32. Mittels einer Positioniereinrichtung wird das Ventil in die gewünschte Siegelposition gebracht über der Einschnittstelle in der Folie 13. Das Ventil wird einem Siegelstempel zugeführt, der in vertikaler Richtung in eine Siegelposition gebracht wird. In Siegelverfahren kommen beispielsweise thermische Verfahren zum Einsatz, die, konventionell oder über Ultraschall, Wärme erzeugen. Im gezeigten Applikationsmodul 10 kommt erfindungsgemäß eine Ultraschallschweißeinrichtung 36 zum Einsatz, welche sehr kurze Schweißtakte ermöglicht. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Verfahren denkbar. Der Vakuumfolienvorzug 26 ist beispielsweise servomotorisch angetrieben und zieht die Folie 13 intermittierend aus dem Folienspeicher 24. Der intermittierende Folienvorzug könnte jedoch auch in anderer Art und Weise als durch Vakuum erzeugt werden. Die Vakuumpumpe 28, die ebenfalls Bestandteil desApplikationsmoduls ist, stellt das benötigte Vakuum zur Verfügung.
Anstelle von Ventilen als einzusiegelnde Gegenstände können auch Wiederverschlüsse, ZIP-Verschlüsse oder dergleichen appliziert werden, welche gesiegelt/geklebt werden, oder aber beliebige andere Gegenstände.
Im nachfolgenden wird nun die Antriebsvorrichtung der Siegelstation 32 anhand der 4a, 4b und 5 näher beschrieben. In einem oberen Bereich eines Siegelstempels 80 ist eine Nut 82 angebracht, in der sich eine Laufrolle 84 befindet, die über einen Antriebshebel 86 mit einem Antrieb 114 mechanisch gekoppelt ist. Eine Koppelstange 88 ist mittelbar oder unmittelbar über ein Lager mit dem Antriebshebel 86 verbunden. Die Koppelstange 88 betätigt einen Schieber 90 in horizontaler Richtung, gelagert über horizontale Linearlager 92. Weiterhin lassen sich 1a die Siegelstempelexzentrizität Esi und die Schieberexzentrizität Esc entnehmen. Der Schieber 90 ist in der Lage, den einzusiegelnden Gegenstand 98 in die in 1a dargestellte Schweißposition zu bringen. Vertikale Linearlager 94 ermöglichen eine Vertikalbewegung des Siegelstempels 80. Zwischen Siegelstempel 80 und Schweißeinrichtung 102 wird Verpackungsmaterial 96 eingebracht, welches sich in Pfeilrichtung bewegt. Zum Verschweißen der einzusiegelnden Gegenstände 98 mit dem Verpackungsmaterial 96 befindet sich der Siegelstempel 80 in einer unteren Position.
Die in 4b gezeigten Komponenten der Siegeleinrichtung sind zu denjenigen der 4a identisch. In 4b ist lediglich die Nachladeposition 104 gezeigt. Der Siegelstempel 80 befindet sich nun in einer oberen Position, sodass der zu versiegelnde Gegenstand 98 durch den Schieber 90 unterhalb des Siegelstempels 80 gebracht werden kann. Die entsprechenden Exzentrizitäten Esi, Esc zur Erreichung eines solchen Bewegungszustands lassen sich ebenfalls 4b entnehmen.
In 5 ist die perspektivische Ausführung der Siegelstation gezeigt. Der Antrieb 114 bewegt über den Antriebshebel 86 die Laufrolle 84, die sich innerhalb der als ovale Öffnung ausgeführten Nut 82 entsprechend der Geometrie der Nut 82 den Siegelstempel 80 bewegen kann. Die Nut 82 ist Teil eines Siegelstempelhalters 106, der mit dem Siegelstempel 80 verbunden ist. Vertikal gelagerte Wellen 112 ermöglichen eine Vertikalbewegung des Siegelstempels 80 mit zugehörigem Siegelstempelhalter 106. Der Schieber 90 wird von einem Schieberhalter 108 getragen, der wiederum über horizontal gelagerte Wellen 110 die Verschiebung des Schiebers 90 in vertikaler Richtung zulässt. Diese Vertikalbewegung wird durch eine Vertikalbewegung des Siegelstempelhalters 106 über die Koppelstange 88 vorgenommen.
Die Auf- und Abbewegung des Siegelstempels 80 erfolgt über die exzentrisch angetriebene Laufrolle 84, die in der horizontalen Nut 82 im Siegelstempelhalter 106 geführt ist. Der Siegelstempelhalter 106 ist in einem Gehäuse vertikal gelagert (Linearlagerung). Die Exzentrizität Esi entspricht dem Hub des Siegelstempels 80. Die Stellung „Siegelstempel 80 oben (bereit zum Abladen des einzusiegelnden Gegenstands)" liegt mehr oder weniger im oberen Totpunkt. Die Stellung „Siegelstempel 80 unten (Siegelung des einzusiegelnden Gegenstands)" liegt bei plus/minus 90 Grad.
Die Hin- und Herbewegung des Schiebers 90 geschieht über die Koppelstange 88 (Gelenkstange), die ebenfalls auf dem Antriebshebel 86 exzentrisch befestigt ist. Die Exzentrizität Esi der Laufrolle 84 ist wesentlich kleiner als die Exzentrizität Esc der Koppelstange 88, da bei gleichem Winkel die Koppelstange 88 mehr Hub macht als der Siegelstempel 80 (der Durchmesser des einzusiegelnden Gegenstands 98 ist größer als dessen Dicke). Der Schieber 90 ist im gleichen Gehäuse wie der Siegelstempel 80 linear gelagert, allerdings horizontal. Im oberen Totpunkt (Siegelstempel 80 oben) ist der Schieber 90 eingefahren, d.h. der Schieber 90 hat einen einzusiegelnden Gegenstand 98 unter den Siegelstempel 80 gebracht. Die Geometrie des Schiebers 90 verschließt eine nicht dargestellte Rinne so, dass kein einzusiegelnder Gegenstand 98 verklemmt wird. Über diese Rinne werden die einzusiegelnden Gegenstände 98 zugeführt. Befindet sich der Siegelstempel 80 in der unteren Position, also beim Siegeln (ca. 90 Grad), ist der Schieber 90 ganz ausgefahren und der nächste einzusiegelnde Gegenstand 98 rutscht aus der Rinne nach. Das Nachladen des einzusiegelnden Gegenstands 98 und das Einsiegeln des Gegenstands 98 finden parallel zueinander statt. Da im Hochleistungsbereich der Siegelprozess die meiste Zeit beansprucht, hat bei diesem Antrieb der einzusiegelnde Gegenstand 98 die meiste Zeit, um vor den Schieber 90 zu gelangen, ohne dass zusätzliche Prozesszeit benötigt wird. Die Anordnung horizontal bewegter Schieber 90 und vertikal bewegter Siegelstempel 80 in Verbindung mit der 90-Grad-Bewegung ermöglicht die Kopplung beider Bewegungen. Am Beginn der Aufwärtsbewegung des Stempels aus der 90-Grad-Lage bleibt der Schieber 90 nahezu stehen, da er relativ zum Antriebshebel 86 aus der Strecklage kommt. Der einzusiegelnde Gegenstand 98 vor dem Schieber 90 stößt somit nicht an dem Siegelstempel 80 an. Am Ende der Aufwärtsbewegung befindet sich der Siegelstempel 80 in der Strecklage und bewegt sich kaum noch. Jetzt schiebt der Schieber 90 mit seinem größten Hub/Winkel den einzusiegelnden Gegenstand 98 unter den Siegelstempel 80. Bei dem einzusiegelnden Gegenstand 98 kann es sich beispielsweise um ein Kaffeeventil handeln, das in eine Kaffeeverpackung eingesiegelt wird. Vorzugsweise handelt es sich um die Anbringung eines innenliegenden Kaffeeventils. Die Siegelung kann über beliebige bekannte Verfahren vorgenommen werden, beispielsweise durch thermisches Versiegeln, konventionell oder über Ultraschall erzeugt.
Diese Antriebsvorrichtung eignet sich insbesondere für das in den 1-3 beschriebene Applikationsmodul 10 zur Erzielung einer hohen Leistung, ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.

Claims

Antriebsvorrichtung für eine Siegelstation, umfassend zumindest eine Positioniereinrichtung (90, 108) zur Zuführung von in Verpackungsmaterial (96) einzusiegelnden Gegenständen (98), mit zumindest einer Siegelstation (80, 102, 106), die zumindest einen einzusiegelnden Gegenstand (98) mit dem Verpackungsmaterial (96) verbindet, wobei die Siegelstation (80, 102, 106) zumindest einen Siegelstempel (80) umfasst, den ein Antrieb (114) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass Kopplungsmittel (86, 88) vorgesehen sind zur mechanischen Kopplung der Positioniereinrichtung (90, 108) mit dem Antrieb (114).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine exzentrisch angetriebene Laufrolle (84) vorgesehen ist, die den Siegelstempel (80) bewegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (84) mit einer in dem Siegelstempel (80) oder Siegelstempelhalter (106) angebrachten Nut (82) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kopplungsmittel eine Koppelstange (88) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (86, 88) exzentrisch mit dem Antrieb (114) verbunden sind
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (84) mit dem Antrieb (114) über den Antriebshebel (86) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebshebel (86) exzentrisch verbunden ist mit der Positioniereinrichtung (90, 108).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Exzentrizität (Esi) der Laufrolle (82) kleiner ist als die Exzentriziät (Esc) der Kopplungsmittel (86, 88).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (90, 108) und Siegelstempel (80) linear gelagert sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antrieb (114) um einen Servomotor handelt.