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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen eines Beutels
oder Sackes mittels eines bleibend verformbaren, von einem Vorratsband abgetrennten
Verschlußbandstückes, das U-förmig um das zusammengeraffte Ende des Beutels oder
Sackes gelegt und verdrillt ist, mit einem Abscher- und Drillkopf, der einen Mitnehmer
zum formschlüssigen Erfassen der beiden U-Schenkel des Verschlußstückes aufweist.
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Der mannigfaltige Einsatz von Beuteln, Tüten und Säcken, insbesondere
solchen aus Kunststoffolien, in der Verpackungsindustrie hat zu einem steigenden
Bedarf an Verschlußmitteln für derartige Verpakkungen sowie Vorrichtungen zum Anbringen
dieser Verschlußmittel geführt. Als Verschlußmittel dienen im allgemeinen Drähte
oder Bänder, welche zumeist ebenfalls einen Draht aufweisen, der zwischen zwei Streifen
aus Papier, Kunststoff od. dgl. eingebettet ist. Derartige Bänder beanspruchen das
Beutelmaterial weniger und können ferner leichter vorübergehend geöffnet und anschließend
wieder verschlossen werden.
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Aus der britischen Patentschrift 878447 ist eine Vorrichtung zum
U-förmigen Herumlegen eines Verschlußbandstückes um den zusammengerafften Hals eines
Beutels od. dgl. sowie zum Verdrillen der beiden Schenkel dieses Verschlußbandstückes
bekannt.
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Das U-förmig vorgebogene Verschlußbandstück wird dabei über den zusammengerafften
Beutelhals geschoben, worauf die Bandschenkel von einer Zange ergriffen und durch
deren Rotation verdrillt werden. Der mechanische Aufbau einer solchen Vorrichtung
und insbesondere der Zange ist ebenso kompliziert und aufwendig wie ihre Steuerung.
Zum Einsatz beispielsweise in Selbstbedienungsläden od. dgl. ist jene bekannte Vorrichtung
nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bandförmige Verschlußmittel
verarbeitende Vorrichtung zum Verschließen von Beuteln od. dgl. zu schaffen, die
bei unkompliziertem, raumsparendem Aufbau den Verschlußvorgang durch Reduzierung
der Arbeitsschritte vereinfacht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung eines Abscher-
und Drillkopfes, der zum Verarbeiten von Draht aus der deutschen Patentschrift 1
150016 an sich bekannt ist und einen Mitnehmer zum formschlüssigen Erfassen der
beiden U-Schenkel des Verschlußmittels aufweist. Dabei macht sich die Erfindung
jedoch die besondere Eigenschaft eines bandförmigen Verschlußmittels, bei Beanspruchung
in Richtung seines größeren Querschnittsmaßes beim Verdrillen nicht ausweichen zu
können, dadurch zunutze, daß erfindungsgemäß der Mitnehmer am Abscher- und Drillkopf
als Z-förmiger Haken ausgebildet ist, dessen freie Enden die Enden des Verschlußbandstückes
gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten umfassen.
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Auf diese Weise benötigt der erfindungsgemäße Drillkopf weder die
klemmenden Greifer der aus der britischen Patentschrift 878 447 bekannten Verschluß
vorrichtung für bandförmige Verschlußmittel noch die komplizierte Ausbildung und
Formgebung des Drillkopfes der aus der deutschen Patentschrift 1 150016 bekannten
Vorrichtung, in den das Verschluß mittel mit großer Genauigkeit eingeführt werden
muß. Der erfindungsgemäß im wesentlichen Z-förmige (oder bei entgegengesetzter Drehrichtung
im
wesentlichen S-förmige) Mitnehmer ist demgegenüber von einfachem Aufbau und jederzeit
von allen Seiten zugänglich.
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Vorzugsweise sind die freien Enden des Mitnehmers kreisbogenförmig,
mit der Achse des Abseher- und Drillkopfes als Mittelpunkt, gebogen, so daß eine
besonders innige Berührung zwischen Mitnehmer und Bandschenkeln erfolgt.
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Die an sich bekannte Vereinigung der zum Abscheren des Verschlußmittels
von der Vorratsrolle dienenden Einrichtung mit der Verdrilleinrichtung erfolgt erfindungsgemäß
vorzugsweise derart, daß auf der Antriebswelle des Abscher- und Drillkopfes eine
Schneidklinge unverdrehbar, aber längsverschieblich angeordnet ist und von einer
am Mitnehmer abgestützten Feder gegen eine ortsfeste Gegenschneide gedrückt wird.
Die ortsfeste Gegenschneide wird in bekannter Weise von einer Durchtrittsöffnung
im Führungsweg des Verschlußbandes gebildet, an der die Schneidklinge vorbeistreicht.
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Während bei der zur Verarbeitung von Verschlußband dienenden Vorrichtung
der britischen Patentschrift 878447 das abgetrennte Verschlußbandstück zunächst
in seine U-Form gebogen und dann das zusammengeraffte Ende des Beutels in dieses
U-förmige Verschlußbandstück eingeführt wird, legt die erfindungsgemäße Vorrichtung
das Verschlußband um das zusammengeraffte Beutelende herum. Dies geschieht in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß in an sich aus der USA.-Patentschrift 1
555 843 bekannter Weise ein im wesentlichen U-förmiger Finger, der am Ende seines
Armes schwenkbar angelenkt ist und am Ende seines anderen Armes einen Finger trägt,
welcher sich in der Ruhestellung des Fingers außerhalb der Vorschubbewegung des
Verschlußbandes befindet, zum Umlegen des Bandes in die U-Form dient.
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Die Erfindung sei durch nähere Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
an Hand der Zeichnungen veranschaulicht. In den Zeichnungen ist F i g. 1 eine Draufsicht
auf eine Vorrichtung in ihrer Bereitschaftsstellung vor dem Einführen eines zu verschließenden
Beutels (die die nicht frei liegenden Teile abdeckende Haube ist abgenommen), Fig.
2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der Vorrichtung während des Verschlußvorganges
vor dem Verdrillen, F i g. 3 ein Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, F
i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3, F i g. 5 einen Schnitt entlang
der Linie 5-5 in Fig. 3, F i g. 6 eine perspektivische Ansicht des Abscher-und Drillkopfes
sowie des Fingers kurz nach dem Beginn eines Verschlußvorganges, F i g. 7 ein Teilschnitt
entlang der Linie 7-7 in Fig. 1 und Fig. 8 perspektivische Darstellungen versdhiedener
Stadien A, B, C und D beim Verschließen eines Beutelhalses.
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An einer Seite eines Gehäuses 10, das im Betrieb mit einer Haube
12 abgedeckt ist, ist eine V-förmige Nut 13 vorgesehen, die zum Einführen des Halses
eines zu verschließenden Beutels konvergierende Wände besitzt.
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Auf einer fest am Gehäuse 10 angebrachten Achse sitzt eine Spule
14 mit dem Verschlußband 16. Das
Bandmaterial besteht vorzugsweise
aus mit Papier oder Kunststoff bedecktem Weicheisendraht. An der Spule 14 kann eine
Bremsvorrichtung vorgesehen sein, um unkontrolliertes Ablaufen des Bandes zu verhindern.
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Zum Antrieb der Vorrichtung dient ein Elektromotor 18 mit einer Welle
20, die ein Untersetzungsgetriebe 22 antreibt. Auf der Abtriebswelle 24 des Getriebes
22 sitzt eine Einwegkupplung26, welche einen Anschlag 28 besitzt, der an einem Sperrzahn
30 des beweglichen Armes 32 eingreifen kann.
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Solche Kupplungen sind bekannt; sie dienen dazu, die kontinuierliche
Drehbewegung des Motors in eine intermittierende Drehbewegung umzuwandeln, derart,
daß nach Lösen des Sperrzahns 30 vom Anschlag 28 eine einzige volle Umdrehung der
Welle 34 erfolgt. Der Motor 18 kann ständig laufen, und die Vorrichtung wird nur
bei Betätigung der Kupplung 26 über den Arm 32 eingeschaltet.
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Für die Steuerung der Vorrichtung ist eine Programmplatte 35 mit
einem Kegelsegmentzahnrad 36, einer flachen Segmentplatte 38 und einer Reibscheibe
40 für die Bandführung vorgesehen. Die Teile sind untereinander durch zwei Flachkopfschrauben
42 verbunden. Die Reibscheibe 40 hat eine Nabe44, die sich durch die Segmentplatte38
und das Kegelsegmentrad 36 nach unten erstreckt und auf der von der Kupplung 26
ausgehenden Ausgangswelle34 sitzt. Auf die Nabe 44 ist unten ein Kugellager 46 und
oben, auf den Zapfen 50, ein Kugellager48 aufgesetzt, dessen Außenring in der Haube
12 aufgenommen ist. Auf den Zapfen 50 ist ferner ein Nocken 52 gepreßt, der auf
der Reibscheibe40 aufliegt. Der Zweck der in den Zeichnungen dargestellten verschiedenen
Winkelstellungen des Segmentzahnrades 36, der Platte 38, der Reibscheibe 40 und
des Nockens 52 wird unten erläutert werden.
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Zum Abscher- und Drillkopf gehören ein Mitnehmer 54, eine Schneidklinge
56 und ein Schneidblock 58. Der Mitnehmer 54 mit der Schneidklinge 56 ist auf der
Welle 60 mittels zweier Flächen 60a und 60 b an gegenüberliegenden Seiten der Welle
gegen Verdrehen gesichert. Eine Feder 62 drückt die Schneidklinge 56 ständig gegen
die Schneidblöcke 64 und stellt somit die Schneidwirkung sicher.
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In einem Durchlaß des Schneidblockes 58 ist ein Metallrohr 63 angeordnet,
das das Band 16 zum Abscher- und Drillkopf leitet. Am Block 58 ist eine Führung
66 mittels einer Schraube 67 befestigt, die außerdem auch die Schneidblöcke 64 am
Block 58 hält. Die Führung 66 verhindert, daß sich das Band 16 seitlich gegenüber
dem Mitnehmer 54 verschiebt, wenn es an der rechten Seite der Vorrichtung herausgeführt
wird. Die Welle 60 ist an ihrem einen Ende in einem Gleitlager 68 im Hauptdurchlaß
70 und an ihrem gegenüberliegenden Ende in einem Kugellager 72 gelagert. Die Welle
60 trägt am Ende ein Kegelrad 74, das an dem Kegelsegement 36 angreift, und hat
ferner einen Ansatz 76, der in axialer Richtung über das Kegelrad 74 hinausragt
und mit einer Fläche 78 versehen ist, welche an der Segmentplatte 38 angreift (F
i g. 3), um eine Drehung des Mitnehmers 54 und der Schneidklinge 56 während bestimmter
Abschnitte der Drehung der Programmplatte 35 zu verhindern. Aus F i g. 4 ergibt
sich, daß die Öffnung65 der Schneidplatte 64 so ausgebildet ist, daß das Band 16
darin eingeklemmt wird,
wenn die Schneidklinge 56 von der Welle 60 angetrieben wird,
und zwar bis die Schneidkante 57 das Band 16 durchtrennt.
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Fig. 5 zeigt, daß der Mitnehmer 54 im wesentlichen Z-förmige Gestalt
mit zwei gekrümmtenEnden 54 a und 54b sowie zwei entsprechend gekrümmten Schlitzen
55 a und 55b hat. An gegenüberliegenden Seiten des Mitnehmers 54 sind zwei im wesentlichen
parallel zueinander verlaufende Flächen 80 und 81 vorgesehen. Wie aus F i g. 5 zu
ersehen ist, wird das Band 16 direkt neben der Fläche 81 herausgeführt, so daß das
Band 16 bei der Drehung des Mitnehmers von dem Schlitz 55b erfaßt werden kann. In
ähnlicher Weise ist es an der gegenüberliegenden Seite des Mitnehmers 54 nach dem
Umlegen des Bandes 16, wie dies in den Fig. 2 und 8 B gezeigt ist.
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Eine Führung 83 ist an dem Block 58 befestigt und hat einen Ansatz
in Form eines Fußes 82, der sich in Drehrichtung des Abscher- und Drillkopfes erstreckt
und das Band 16 gegen den Mitnehmer 54 vorspannt, um ein festeres Verdrillen des
Bandes 16 um den Beutel 8 zu bewirken.
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Um den Verschließvorgang einzuleiten, wird ein Schaltarm 84, der
um einen Zapfen 85 schwenkbar ist und normalerweise die in F i g. 1 gezeigte Bereitschaftsstellung
einnimmt, in die er durch eine zwischen dem Stift 87 und dem Loch 88 gespannte Schraubenfeder
86 gegen den Anschlag 89 gedrückt wird, betätigt. Eine L-förmige Klinke 90 mit einem
Ansatz 92 treibt, wie F 1 g. 1 zeigt, am Schaltarm 84 an. An der Klinke 90 ist eine
Welle 93 befestigt, die sich durch einen länglichen Schlitz 94 im Gehäuse 10 nach
unten erstreckt. Eine Schraubenfeder 96 spannt eine Kurbel 95, die Klinke 90 und
den Arm 32, die sämtlich auf der Welle 93 befestigt sind, entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Schraube 97 vor, wie F i g. 3 zeigt. Der Arm 32 besitzt einen Finger 32 a
mit dem Sperrzahn 30, der am Anschlag 28 der Kupplung 26 angreift und dabei eine
Kraftübertragung verhindert, wenn die Vorrichtung die in F i g. 1 dargestellte Stellung
einnimmt.
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Bei einer Schwenkung des Schaltarmes 84 durch einen Beutel 8, wie
dies in Fig.2 dargestellt ist, wird die Klinke 90 nach oben und seitlich nach rechts
verschoben. Der Arm 32 und der Kurbelarm 95 werden im Uhrzeigersinn um die Schraube
97 geschwenkt, wobei der Sperrzahn 30 abgehoben wird und die Kupplung 26 ein Drehmoment
zu der Programmplatte 35 überträgt, die dann eine vollständige Umdrehung ausführt.
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Wie die Fig. 1 bis 3 sowie 6 und 7 zeigen, ist zum Umlegen eines
Bandabschnittes bestimmter Länge um den Beutel 8 ein U-förmiger Finger 98 um einen
Zapfen 99 im Gehäuse 10 schwenkbar.
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Der Finger 98 hat an seinem freien Ende einen Fänger 100 zur Aufnahme
des Bandes 16, wenn dieses in die in Fig.2 gezeigte U-Form umgelegt wird. Ein nach
außen gerichteter Schlitz 102 im Gehäuse 10 nimmt das freie Ende des Fingers 98
auf und unterstützt das Halten des Bandes 16 während des Umlegens. Der Finger 98
wird durch die Drehung eines im wesentlichen T-förmigen Gliedes 104 über einen Gelenkhebel
108 betätigt. Das Glied 104 ist um einen Stiftl06 schwenkbar im GehäuselO gelagert;
die Gelenkverbindung 108 ist mit einem Stift 109 am Glied 104 und mit einem Stift
110 am Finger 98 angelenkt. Eine Feder 111 greift an dem
T-fürmigen
Glied 104 an und wird an ihrer anderen Seite von einer Öse 112 gehalten, die am
Gehäuse 10 mit einer Schraube 112a befestigt ist. Die Normalstellung des Fingers
98 ist in F i g. 2 dargestellt, in der die Feder 111 das Glied 104 und dabei über
die Gelenkverbindung auch den Finger 98 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt hat
und dessen U-förmige Innenfläche 98 a an dem eingeführten Abschnitt des Beutels
8 angreift. Ein Schenkel 104 a des T-förmigen Gliedes 104 läuft auf dem Nocken 52
während eines Teils von dessen Umdrehung ab und bewirkt dann, daß das Glied 104
und mit ihm der Finger 98 im Uhrzeigersinn in die in Fig. 1 dargestellte Stellung
geschwenkt wird. Sobald aber der Schenkel 104a vom Nocken 52 abfällt, schwenkt die
Feder 111 das Glied 104 und den Finger 98 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung.
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Die Zuführungseinrichtung für das Band 16 enthält die Reibscheibe
40 und die Andrückrolle 115.
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Die Reibscheibe40 ist mit einem aus elastischem Kunststoff, Gummi
od. dgl. bestehenden Streifen 40a versehen, der an einem Teil des Umfangs der Scheibe
befestigt ist. Die Andrückrolle 114 dreht sich um einen Stift 114 a, der an dem
Teil 116 befestigt ist. Wie man leicht erkennt, drückt der Streifen40a dasBandl6
gegen dieAndrückrolle114 und zieht dabei während desjenigen Teils der Drehung der
Programmplatte 35 Band 16 von der Vorratsspule ab, während dem der Streifen 40 a
der Andrückrolle 114 gegenüberliegt. Deshalb entspricht die Länge des Streifens
40a der zugeführten Bandmenge, und diese Länge entspricht in Fig. 1 der Entfernung
vom Punkt B zur Oberfläche der Schneidplatte 64.
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Wie die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, ist eine Sperrvorrichtung zur zeitweisen
Verhinderung der Drehung der Welle 60, der Schneidklinge 56 und des Mitnehmers 54
vorgesehen, in dem die Segmentplatte 38 an der Fläche 78 am Ansatz 76 angreift.
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Die Platte 38 erstreckt sich nur über einen Teil der Programmplatte,
so daß sich die Welle 60 nach einem Teil der Drehung der Programmplatte frei drehen
kann, wenn das Kegelrad 74 mit dem Segmentkegelrad36 in Eingriff kommt. Die Platte
38 und der Ansatz 76 gewährleisten eine genaue Ausrichtung der Zahnräder 74 und
36, um Schläge oder Blockierungen beim Eingreifen zu verhindern, wobei gleichzeitig
der Mitnehmer 54 und die Schneidklinge 56 in der richtigen Relativlage gehalten
werden.
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Der Mitnehmer 54 dreht sich nur, wenn das Segmentkegelrad 36 mit
dem Kegelrad 74 kämmt. In der Praxis hat sich ergeben, daß ungefähr 1t/2 Umdrehungen
des Mitnehmers 54 ausreichen, das Band 16 ausreichend fest um einen Beutel zu wickeln.
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An Hand von Fig. 8 sei nun der Drillvorgang beim Zubinden eines Beutels
beschrieben. Das offene Kopfende des Beutels 8 wird mit der Hand ergriffen und zusammengedrückt.
Eine abgemessene Bandlänge wird senkrecht zur offenen Tüte heraus geführt und dann,
wie F i g. 8 B zeigt, ohne Abschneiden des Bandes umgelegt. Anschließend wird das
Band 16 abgeschnitten und das Drillen setzt ein, wie Fig. 8 C zeigt, bis die gewünschte
Anzahl von Umdrehungen gemäß F i g. 8 D erreicht ist.
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Die Betriebsweise der Vorrichtung ist die folgene: Der Motor 18 treibt
die Welle 20, das Getriebe 22, die Welle 24 und die Kupplung 26 an. In
der in Fig.
1 gezeigten Stellung ist die Kupplung 26 ausgerückt, so daß kein Drehmoment zu der
Ausgangswelle 34 übertragen wird.
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Wenn ein Beutel entweder von Hand oder automatisch mit geeigneten
Füllvorrichtungen bis zu der gewünschten Höhe gefüllt worden ist, wird das offene
Kopfende mit der Hand ergriffen und in die V-förmige Nut 13 im Gestell 10 eingeführt,
bis der Schaltarm 84 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dadurch schwenkt die Klinke
90 entgegen dem Uhrzeigersinn und wird gegen die Spannung der Feder 86 nach rechts
verschoben. Gleichzeitig wird der Arm 32 um den Stift 97 im Uhrzeigersinn gedreht,
bis sich der Sperrzahn 30 vom Anschlag 28 der Kupplung 26 abhebt. Die Kupplung 26
läßt dann die Programmplatte35 eine vollständige Umdrehung ausführen, was ungefähr
zwei Sekunden erfordert, während der die folgenden Bewegungen ablaufen.
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Es sei angenommen, daß Band 16 von der Spule 14 abgezogen worden
ist und sich zwischen dem Streifen 40a und der Andrückrolle 114 sowie weiter durch
das Rohr 63 und die Öffnung 65 in der Schneidplatte 64 erstreckt. Eine Drehung der
Programmplatte 35 aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung heraus zieht unter Mitwirkung
des Streifens 40a auf der Reibscheibe40 weiteres Band 16 von der Spule ab. Das Band
16 erstreckt sich dann über den Mitnehmer 54 hinaus, im wesentlichen parallel zu
der Welle 60, bis zu dem Punkte.
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Gleichzeitig wurde der Nocken 52 bis zu dem Punkt gedreht, an dem
der Schenkel 104 a nicht mehr anliegt und sich das T-förmige Glied 104 auf Grund
der Kraft der Feder 111 um den Stift 106 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Gelenkverbindung
108 wird seitlich nach rechts gezogen und bewirkt, daß der Finger 98 entgegen dem
Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Der Fänger 100 (F i 7) am Finger 98 drückt das Band
16 um den Beutel 8, bis es die in F i g. 2 und Fig. 8 B gezeigte U-Form hat.
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Die schnelle Bewegung des Fingers 98 verhindert, daß das Band 16 den
Fänger 100 verläßt.
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Während dieser Bewegung der Programmplatte 35 stehen der Ansatz 76
und die Fläche 78 nicht mehr mit der Segmentplatte 38 in Berührung, und sobald das
Segmentrad 36 an dem Kegelrad 74 angreift, drehen sich mit diesem die Welle 60,
die Schneidklinge 56 und der Mitnehmer 54 solange, wie der Eingriff andauert. Die
Schneidklinge 56 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn und ihre Schneidkante 57
schneidet das Band 16 ab (F i g. 4).
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Gleichzeitig dreht sich der Mitnehmer 54 und verdrillt das Band, wie
es in Fig. 8 C dargestellt ist.
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Vor Beginn des Verdrillungsvorganges liegt das U-förmige Band direkt
neben den Flächen 80 und 81 an den gegenüberliegenden Seiten des Mitnehmers. Die
Drehung des Mitnehmers 54 bewirkt, daß die Bandenden in die gekrümmten Schlitze
55a und 55 b gelangen. Die Führung 83 mit dem Fuß 82 drückt das Band gegen den hinteren
Abschnitt des Mitnehmers, um ein festes Verdrillen des Bandes zu erzielen.
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Der Drillvorgang ist dann beendet, und der verschlossene Beutel kann
aus der Nut 13 herausgenommen werden. Der Arm 84 nimmt wieder die in Fig. 1 gezeigte
Stellung ein, wobei die Klinke 90 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren konnte und
der Sperrzahn 30 am Anschlag 28 anliegt. Die Programmplatte 35 hat eine vollständige
Umdrehung
ausgeführt, und die Vorrichtung steht für einen neuen
Arbeitszyklus bereit.