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Die
Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine zum Umhüllen von
Packstücken
mit Verpackungsfolie, mit einer in einem Transportkanal angeordneten
Transportvorrichtung für
die Packstücke, mindestens
einer Abzugseinrichtung für
die Verpackungsfolie und mit einer Folienschneid- und schweißeinrichtung.
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Derartige
Verpackungsmaschine finden häufig
Anwendung beim Verpacken von Zeitungen und Zeitschriften, die in
Stapeln unterschiedlicher Höhe, mitunter
auch als Einzelexemplare durch den Transportkanal mittels der Transporteinrichtung
zugeführt und
in der Maschine mit der Verpackungsfolie aus Kunststoff umhüllt werden.
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Im
allgemeinen wird die Folie dabei von zwei Rollen abgezogen, von
denen die eine unterhalb der Transporteinrichtung und die andere
oberhalb von dieser angeordnet ist. Die Folien sind etwa auf Höhe der Transporteinrichtung
miteinander verschweißt, bilden
also eine quer zur Transportrichtung verlaufende, geschlossene Bahn
oder Folienwand, gegen die die Packstücke bei ihrem Transport anlaufen
und die sie mitnehmen, so daß die
Folie von der unteren Rolle sich zwischen Transporteinrichtung und
Packstück
von unten gegen dieses anlegt, während
die von oben zugeführte
Folie zunächst
um die vordere Stirnseite und die Oberseite und anschließend mit Hilfe
der von oben in Rich tung auf das Transportband herabfahrenden Folienschneid-
und schweißeinheit entlang
der hinteren Stirnseite bis hinab zur Transporteinrichtung gelegt
wird, wo sie von der mit dem unteren Folienstück mit zwei parallelen Schweißnähten verschweißt und dann
zwischen den beiden Schweißnähten abgeschnitten
wird. Das so an seiner vorderen und hinteren Stirnseite, seiner
Ober- und Unterseite mit einem umlaufenden Folienschlauch umhüllte Packstück wird
anschließend
von der Transporteinrichtung ausgestoßen.
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Während die
Folie beim Umhüllen
des Packstückes
an dessen vorderen Stirnseite und Oberseite vergleichsweise langsam
von oben mit nur wenig mehr als der Transportgeschwindigkeit des
Packstückes
abgezogen wird, erfährt
sie eine hohe Beschleunigung, wenn die Folienschneid- und schweißeinheit
zum Schließen
des Folienschlauches an der rückwärtigen Stirnseite
betätigt
wird und bei ihrer schnellen Abwärtsbewegung
in Richtung auf das Transportband die von oben zugeführte Folie
mitnimmt. Bei dem vergleichsweise plötzlichen Stillstand der Folienschneid- und schweißeinheit
neigt die von oben aus der Abzugseinheit abgezogene Folie dazu,
infolge des ihr innewohnenden Impulses nachzulaufen und sich in
dem Transportkanal für
die Packstücke
in Wellen überschüssigen Materials
zu legen, anstelle wie gewünscht
nach erfolgter Verschweißung
mit dem von unten zugeführten
Folienstück
als weitgehend ebene, vertikale Folienwand vor dem nächstfolgenden
Packstück
zu stehen. Der Transportkanal wird dadurch schnell blockiert und
es kommt zu Betriebsstörungen,
so daß ein
ordnungsgemäßes Umhüllen der
Packstücke
nicht mehr gewährleistet
und ein häufiger
Maschinenstillstand die Folge ist.
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In
der Vergangenheit wurde dem Problem des ungewollten Foliennachlaufes
durch vergleichsweise aufwendige mechanische Einrichtungen Rechnung
getragen, die in Abhängigkeit
von der Bewegung der Folienschneid- und schweißeinheit gesteuert wurden, um
die Folie synchron mit der Folienschneid- und schweißeinheit
abzubremsen. Beispielsweise ist hierzu vorgeschlagen wurden, einen gegen
die Folie anstellbare, diese gegen eine Auflage andrückende Bürstenleiste
vorzusehen, die schwenkbar im Maschinenrahmen angeordnet ist und
von einem Antrieb gegen die Folie gedrückt wird, wenn die Folienschneid-
und schweißeinheit
bei Annäherung
an ihre tiefste Stellung abbremst, so daß der der Folie innewohnende
Impuls durch diese Reibbremse vernichtet wird. Diese Anordnung ist
vergleichsweise aufwendig und fehleranfällig.
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Aus
der
US 4 058 426 ist
eine Vorrichtung zum Verpacken von Gegenständen mit Folie bekannt, bei
der die zur Verpackung dienende Folie zunächst in einen schachtartigen
Folienspeicher eingebracht wird, aus dem sie zum Umhüllen des
zu verpackenden Gegenstands abgezogen wird. Dabei ist der Folienspeicher
während
des Beschickens mit Folie an seiner Abzugsseite zunächst mittels
einer Verschlussklappe verschlossen, die zum Abziehen der Folie
aus dem Puffer geöffnet
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es; eine Verpackungsmaschine der eingangs genannten
Art so auszugestalten, daß ein
Nachlaufen der Folie in den Transportkanal zuverlässig vermieden
wird, ohne daß hierzu
aufwendige mechanische Einrichtungen erforderlich sind.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird also
die Folie durch einen engen Durchtrittsspalt abgezogen, der sie
zwar ungehindert durchläßt, wenn
die Folienschneid- und schweißeinrichtung
eine Zugkraft auf sie ausübt,
der aber den weiteren Durchgang von Folie wirksam verhindert, wenn
die Zugkraft der Folienschneid- und schweißeinrichtung nachläßt und die
Folie allein aufgrund des ihr innewohnenden Impulses des Neigung hat
sich weiter in Abzugsrichtung zu bewegen. In diesem Fall schlägt die Folie
infolge ihres Mangels an Steifigkeit vor dem Spalt nämlich sofort
Falten oder Wellen und schlägt
an der Anschlagleiste an, die die obere und/oder untere Begrenzung
des Spaltes bildet, ohne weiter durch den vergleichsweise engen Spalt
laufen zu können.
Bei Nachlassen der auf die Folie ausgeübten Zugkraft wellt sich also
die Folie vor dem Spalt und schlägt
gegen die Anschlagleiste an, wo der ihr innewohnende Impuls vernichtet
wird. Überschüssige Folie
kann so nicht in den Transportkanal gelangen.
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Die
Erfindung verhindert also nicht das Nachlaufen der Folie an sich,
vermeidet aber wirksam, daß nachgelaufene
Folie in den Transportkanal für
die Packstücke
gelangt und diesen verstopft. Die Abzugseinrichtung weist einen
dem Durchtrittsspalt vorgeschalteten Folienpuffer auf, aus dem die
Folie mit geringem Kraftaufwand während des Verpackungsvorgangs
abgezogen wird und in dem auch die nachgelaufene, sich vor dem Durchtrittsspalt stauende
Folie gepuffert wird.
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Dem
Durchtrittsspalt kann eine nachgeschaltete Umlenkleiste zugeordnet
sein, die für
eine Richtungsänderung
der aus dem Spalt abgezogenen Folie sorgt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Folienpuffer im wesentlichen aus einer
Folienauflage aus flexiblem, antistatischen Material besteht, vorzugsweise
aus Leintuch, so daß sich
die Folie im Folienspeicher nicht elektrostatisch aufladen kann,
was andernfalls zu Adhäsionskräften führen kann,
die ein Abziehen der Folie aus dem Spalt erschweren.
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Zweckmäßig ist
die Anschlagleiste am abzugsseitigen Endbereich der Folienauflage
oberhalb von und unter etwa einem rechten Winkel zu dieser angeordnet.
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Sehr
zweckmäßig ist
es auch, wenn die Folienauflage im Abzugsbereich der Verpackungsfolie unter
einem Winkel zwischen 15 und 45° zur
Horizontalen geneigt ist. Die Folie kann dann auf der geneigten
Ebene der Folienauflage weg vom Durchtrittsspalt rutschen, nachdem
sie an dessen Begrenzung ihren Impuls verloren hat, so daß der Spalt
bei dem nachfolgenden Abzugsvorgang auch von seiner dem Folienpuffer
zugewandten Innenseite nicht von wellenförmig unmittelbar davor liegender
Folie verdeckt ist, was ihr Durchziehen durch den Spalt andernfalls erschweren
könnte.
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Vorzugsweise
ist die Spaltdicke des Durchtrittsspalts einstellbar, beispielsweise
mit Hilfe von Stellschrauben o.dgl., mit deren Hilfe der Abstand
der Anschlagleiste von eine den Durchtrittsspalt unten begrenzenden
Basisleiste verändert
werden kann. Es ist so möglich,
die Spaltdicke optimal an verschiedene, in der Maschine zum Einsatz
kommenden Folien anzupassen, die infolge ihrer unterschiedlichen Dicke
oder Materialbeschaffenheit unterschiedliche flexibel sind.
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Die
Folienauflage kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung an
der den Durchtrittsspalt unten begrenzenden Basisleiste angeschlossen sein.
Die Anschlagleiste ist zum Öffnen
des Durchtrittsspalts vorzugsweise schwenkbar oder abnehmbar angeordnet,
so daß die
Folie beispielsweise bei Einlegen einer neuen Folienrolle in die
Maschine nicht mühsam
in den Spalt eingefädelt
werden muß, sondern
ohne Schwierigkeiten in den nach Wegschwenken oder Abnehmen der
Anschlagleiste einseitig offenen Spalt eingelegt werden kann bevor
die Anschlagleiste wieder aufgesetzt oder eingeschwenkt wird, um
den Spalt oben zu begrenzen.
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Die
Umlenkleiste kann in ihrem Abstand und/oder ihrer Flucht zum Durchtrittsspalt
einstellbar sein. Zweckmäßig ist
die Um lenkleiste an der Anschlagleiste angeordnet und kann gemeinsam
mit dieser oder auch separat zum Einlegen von Folie abgenommen oder
weggeschwenkt werden.
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Der
Durchtrittsspalt hat vorzugsweise eine Spaltweite, die mindestens
des 1,1-fachen bis der doppelten Foliendicke entspricht. Die Verpackungsfolie
läuft dann
mit ausreichend Spiel durch den Spalt und wird ohne Zwängungen
sicher durch diesen gezogen werden, ohne daß im Spalt im nennenswerten Umfang
Reibkräfte
auftreten, die der auf die Folie ausgeübten Zugkraft entgegenwirken.
Zweckmäßig beträgt die Spaltweite
des Durchtrittsspalts zwischen 0,2 und 1 mm, was sich bei den üblicherweise
zum Einsatz kommenden Folien mit Foliendicken zwischen 10 und 80 μm als zuverlässiges Spaltmaß bewährt hat.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:
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1 eine
erfindungsgemäße Verpackungsmaschine
in einer vereinfachten Seitenansicht;
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2 eine
Einzelheit der Verpackungsmaschine nach 1 in vergrößerte, schematischer
Ansicht und teilweise im Schnitt;
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3 ein
Detail im Bereich des Durchtrittsspalts an der Abzugseinrichtung
der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine
im Querschnitt in einer ersten Arbeitsstellung; und
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4 der
Gegenstand der 3 in einer zweiten Arbeitsstellung.
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Die
in der Zeichnung in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Verpackungsmaschine dient zum Umhüllen von Zeitungsstapeln 11 mit
einer Kunststoffolie 12, damit die Zeitungen bei ihrem
Weitertransport vor Wasser und Schmutz geschützt sind.
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Die
Verpackungsfolie wird in an sich bekannter Weise in zwei Teilstücken 12a, 12b von
einer oberen Rolle 13 und einer unteren Rolle 14 abgezogen, wobei
die Folienteilstücke 12a,
b nach diversen Umlenkungen im Maschinenrahmen zu einer quer zur Transportrichtung 15 der
Packstücke 11 verlaufenden,
vor deren vorderen Stirnseite 16 aufgespannten Folienwand 17 miteinander
verbunden sind. Die zu verpackenden Zeitungsstapel 11 liegen
auf einem Transportband 18 auf und laufen bei ihrem Transport mit
ihrer Stirnseite 16 gegen die Folienwand 17 und nehmen
diese mit, so daß sich
das von unten zugeführte
Folienteilstück 12a zwischen
Transportband 18 und Unterseite des Packens 11 legt,
während
das von oben zugeführte
Folienteilstück
die vordere Stirnseite 16 und die Oberseite 19 des
Zeitungsstapels 11 abdeckt. Um auch die rückwärtige Stirnseite 20 mit
Folie abzudecken und hierdurch einen den Stapel an seinen vier Seiten
umgebenden, geschlossenen Folienschlauch zu schaffen, ist die Maschine mit
einer Folienschneid- und schweißeinheit 21 versehen,
die ein vertikal im Maschinenrahmen bewegliches Schweißmesser 22 aufweist.
Nach dem Vorbeigang eines Zeitungsstapels unter dem Schweißmesser
wird dieses nach unten in Richtung auf das Transportband verfahren
und nimmt dabei das obere Folienteilstück 12b mit, um es
unten mit dem unteren Folienteilstück 12a mit zwei parallelen
Schweißnähten zu
verschweißen
und zwischen den Schweißnähten die
beiden Teilstücke
durchzutrennen, so daß das fertig
umhüllte
Packstück
weiter transportiert werden kann und vor dem nächsten Packstück eine
neue Folienwand 17 entsteht.
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Für den Abzug
des von oben zugeführten Folienstücks 12b ist
die obere Folienrolle 13 in einer zwei parallele Abzugswalzen 23 aufweisenden
Abzugseinrichtung 24 aufgenommen, wobei eine der Abzugswalzen
von einem (nicht dargestellten) Antrieb drehbar ist, wobei die Folie
von der Rolle 13 abgewickelt wird und durch einen Abzugsschacht 25 auf
einen der Abzugseinrichtung 24 zugeordneten Folienpuffer 26 gelangt.
Dieser Folienpuffer 26 besteht im wesentlichen aus einer
flexiblen, antistatischen Folienauflage 27 aus Leinentuch,
die an ihrem in Durchlaufrichtung 28 der Folie vorderen
Ende mit einer ersten Klemmleiste 29a an der hinteren Schachtwand
des Abzugsschachts befestigt ist. Mit ihrem in Durchlaufrichtung 28 hinteren
Ende ist die Folienauflage mit einer zweiten Klemmleiste 29b an einer
im Maschinenrahmen quer zur Transportrichtung 15 der Packstücke 11 angeordneten
Basisleiste 30 angeklemmt. Die Anordnung ist dabei so getroffen,
daß das
Leintuch durchhängend
angeordnet ist, so daß die
im Folienpuffer gepufferte, wellen- oder schleifenartig gelegte Folie dazu
neigt, in den mittleren Teile 31 des Leinentuches zu rutschen.
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Durch
die mit vergleichsweise großer
Geschwindigkeit erfolgende Abwärtsbewegung
des Schweißmessers 22 wird
die von oben zugeführte Folie
gleichfalls mit großer
Geschwindigkeit aus dem Folienpuffer gezogen, bis das Schweißmesser
von seinem (nicht dargestellten) Servoantrieb in Annäherung an
das Transportband 18 abgebremst und zur Durchführung der
Schweiß-
und Schneidoperation kurz stillgesetzt wird. Da beim Abbremsen des
Messers nicht auch gleichzeitig die dünne, flexible Folie mit abgebremst
wird, der dieser innewohnende Bewegungsimpuls vielmehr erhalten
bleibt, hat die im Folienpuffer bei der Abwärtsbewegung des Messers 22 gleichsam
in Bewegung gesetzte Folie 12b die Neigung, trotz der Verzögerung des
Messers bis zum Stillstand weiter aus dem Folienpuffer 26 herauszufließen, was
dazu führen
würde,
daß die
von oben zugeführte,
ungewollt nachfließende
Folie den oberhalb des Transportbands 18 im Bereich der
Folienschneid- und schweißeinheit 21 ausgebildeten Transportkanal 32 verstopft.
Ein ordnungsgemäßes Umhüllen der nachfolgenden
Packstücke 11 wäre dann
nicht mehr gewährleistet.
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Um
dieses Verhalten der oberen Folie zu unterbinden, weist die Abzugseinrichtung 24 am
auslaufseitigen Ende ihres Folienpuffers 26 einen unten von
der Basisleiste 30 und oben von einer Anschlagleiste 33 begrenzten,
engen Durchtrittsspalt 34 auf, durch den die von oben zugeführte Verpackungsfolie 12b geführt ist.
Eine an der Anschlagleiste 33 angeordnete, dem Durchtrittsspalt
nachgeschaltete Umlenkleiste 35 lenkt die Folie nach ihrem
Austritt aus dem Spalt 34 ein Stück nach unten um, bevor sie über einen
Umlenkstab 36 in den Transportkanal 32 gelangt.
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Wie
aus den 3 und 4 gut ersichtlich ist,
verhindert der Durchtrittsspalt 34 wirksam, daß Verpackungsfolie
aus dem Folienpuffer in den Transportkanal 32 gelangt,
sobald die Abwärtsbewegung des
Schweißmessers 22 gestoppt
wird und dieses somit nicht mehr an der Folie zieht. Solange sich
das Messer nach unten bewegt, zieht es die Folie mit gleicher Geschwindigkeit
durch den Spalt 34 aus dem Folienpuffer (3).
Wenn die Zugbewegung aufhört,
hat der der Folie innewohnende Bewegungsimpuls die Neigung, für eine Fortbewegung
der Folie in derselben Richtung zu sorgen. Infolge der hohen Flexibilität oder Instabilität der Folie
jedoch kommt es zu einem Aufwerfen der Folie vor dem Durchtrittsspalt (4),
d.h. der Bewegungsimpuls der Folie ist nicht in der Lage, diese
durch den vergleichsweise engen Spalt zu schieben, sondern die Bewegungsenergie der
Folie wird vernichtet, indem diese in Schleifen gelegt wird und
an der Anschlagleiste 33 anschlägt. Ein unerwünschtes
Nachfließen
von Folie aus dem Spalt in den Transportkanal ist damit wirksam
unterbunden.
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In
der Praxis hat der Spalt 34 eine Spaltdicke von etwa 0,2
bis 1 mm, womit sicher gewährleistet
ist, daß die
Folie zwar praktisch reibungslos von dem sich abwärts bewegenden
Schweißmesser
aus dem Folienpuffer gezogen, vom Bewegungsimpuls der innerhalb
des Folienpuffers bewegten Folie aber nicht durch den Spalt geschoben
werden kann. Zur Anpassung an verschiedene Folienqualitäten und
-dicken kann die Spaltdicke einstellbar sein, was beispielsweise
in einfacher Weise dadurch erreicht werden kann, daß die Anschlagleiste
mit ihren Enden in an der Basisleiste 30 angeordneten,
etwa u-förmigen Führungen
verschieblich aufgenommen und in ihrem Abstand von der Basisleiste
mit Stellschrauben einstellbar ist. In ähnlicher Weise kann auch die
Höhenlage
der Umlenkleiste veränderlich
sein.
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Um
ein leichtes Einlegen der Folie in den Durchtrittsspalt beispielsweise
beim Wechsel der Rolle 13 zu gewährleisten, können die
Anschlagleiste und die Umlenkleiste vollständig demontiert oder nach oben
geschwenkt werden, so daß das
neu einzulegende Folienende einfach von oben auf die Basisleiste
gelegt werden kann und dann die Anschlagleiste und die Umlenkleiste
zur Bildung des engen Spalts wieder in ihre Arbeitsstellung gebracht
werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern
es sind verschiedene Änderungen
und Ergänzungen
denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise
möglich, den
Folienpuffer nicht in der beschriebenen, besonders vorteilhaften
Weise als einfaches Leinentuch auszugestalten, auf dem die Verpackungsfolie
in Schlingen gepuffert ist, sondern der Puffer kann auch von mehreren,
achsparallelen Umlenkrollen gebildet werden, von denen ein Teil
beweglich angeordnet ist, wie dies an sich bekannt ist. Der Neigungswinkel
der Anschlag-, Umlenk- und oder Basisleiste kann einstellbar sein,
um den Abzugswinkel der Folie aus dem Durchtrittsspalt zu verändern und
somit auch bei vergleichsweise steifen Folien ein Aufwerfen der
Verpackungsfolie gegen die Anschlagleiste praktisch im selben Moment
zu gewährleisten,
in dem sich das Schweißmesser
nicht länger
nach unten bewegt und somit nicht länger an der Folie zieht.