[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von fertig
zugeschnittenen und befüllten Schlauchstücken innerhalb einer Maschine zum Herstellen
von mit Tee gefüllten Doppelkammerbeuteln.
[0002] Die aus
DE 38 06 386 C1 bekannte Vorrichtung hat ein Transportrad, welches mehrere Doppelkammer-Formungssätze
auf dem Umfang verteilt trägt. Jeder Doppelkammerbeutel-Formungssatz umfasst ein den
Boden des zu formenden Doppelkammerbeutels abstützendes Profilteil und beidseitig
dazu vorgesehene Arme. Bei der Ausformung der Doppelkammerbeutel werden bei dem Stand
der Technik jeweils zuvor abgetrennte Schlauchstücke, die jeweils zwei Teegutportionen
enthalten, zwischen den Armen und einer konkaven Anlagefläche einer Abdeckung geklemmt.
Diese beiden Arme werden aufeinander zu bewegt, während ein zwischen den Armen befindliches
Profilteil einen mittleren Bereich des abgetrennten Schlauchstücks hält und radial
nach innen führt. Dadurch wird eine im Wesentlichen W-förmige Ausformung des Doppelkammerbeutels
bewirkt, wobei die beiden Teeportionen in gegenüberliegenden Kammern des Doppelkammerbeutels
enthalten sind.
[0003] Nach dem zuvor beschriebenen Stand der Technik erfolgt die Betätigung und Lagerung
der jeweiligen Arme über einen Kniehebelmechanismus, dessen Hebel teilweise verschwenkbar
an dem Transportrad gelagert sind. Zu jedem Doppelkammerbeutel-Formungssatz des umlaufenden
Transportrades sind zwei Arme und das dazwischen vorgesehene bewegliche Profilteil
vorgesehen. Der in Drehrichtung vordere Arm wird im Folgenden als vorlaufender Arm,
der in Drehrichtung dahinter liegende Arm des Doppelkammerbeutel-Formungssatzes als
nachlaufender Arm bezeichnet. Zwischen dem vorlaufenden und dem nachlaufenden Arm
befindet sich das Profilteil.
[0004] Von diesem grundlegenden Aufbau weicht auch die
DE 195 32 816 B4 nicht ab, die den zuvor erwähnten Stand der Technik lediglich dahingehend weiterbildet,
dass die Arme federelastisch ausgebildet sind, so dass das abgetrennte Schlauchstück
gegen die Anlagefläche der Abdeckung unter einer elastischen Vorspannung angelegt
wird.
[0005] Die Betätigung und Lagerung der Arme über eine Kniehebelmechanik ist aufwändig. Sie
erfordert eine erhebliche Anzahl von Bauteilen, erlaubt aber gleichwohl eine Kinematik
der Arme zusammen mit dem Profilteil derart, dass der geformte Doppelkammerbeutel
gegenüber einer streng radialen Richtung verschwenkt werden kann, um einen Beutelkopf
für eine nachfolgende Heftung auf dem Transportrad so zu positionieren, dass sich
dieser im Wesentlichen tangential zu dem Transportrad erstreckt.
[0006] Die vorliegende Erfindung will die vorbekannte Vorrichtung konstruktiv vereinfachen.
[0007] Zur Lösung schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen von
Anspruch 1 vor. Bei dieser Vorrichtung sind die Arme exzentrisch zu der Drehachse
des Transportrades verschwenkbar gelagert. Dabei liegen sämtliche Arme üblicherweise
auf einer Kreisfläche, die konzentrisch zu der Drehachse des Transportrades angeordnet
ist. Vielmehr aber noch sind die Arme benachbarter Doppelkammerbeutel-Formungssätze
auf einer gemeinsamen Achse schwenkbar gelagert.
[0008] Mithin ist der nachlaufende Arm eines in Drehrichtung vorderen Doppelkammer-Formungssatzes
mit dem vorlaufenden Arm des benachbarten, jedoch in Drehrichtung des Transportrades
dahinter liegenden Doppelkammerbeutel-Formungssatzes auf einer gemeinsamen Achse gelagert.
Werden beispielsweise von dem Transportrad acht verschiedene Stationen mit jeweils
einem Doppelkammer-Formungssatz ausgeformt, so müssen an dem Transportrad selbst lediglich
acht Schwenkachsen ausgebildet werden, um die jeweils zwei der Arme verschwenkbar
sind. Hierdurch ist der konstruktive Aufwand zur Herstellung der Vorrichtung deutlich
vermindert.
[0009] Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gemäß
einer bevorzugten Weiterbildung vorgeschlagen, dass einer der beiden Arme eines der
Doppelkammerbeutel-Formungssätze über eine Kurvenbahn verschwenkend angetrieben ist,
während der andere Arm dieses Doppelkammer-Formungssatzes über eine Verzahnung mit
dem einen der Arme zwangsgekoppelt verschwenkend angetrieben ist. So muss lediglich
einer der beiden Arme angetrieben werden, wohingegen der andere durch die Verschwenkbewegung
des einen Arms aufgeprägt durch die Kurvenbahn und aufgrund der Verzahnung zwangsläufig
mit verschwenkt wird.
[0010] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist einer der beiden
Arme eines der Doppelkammer-Formungssätze verdrehfest mit einer Hohlwelle verbunden,
in der eine Antriebswelle des Arms des benachbarten Doppelkammerbeutel-Formungssatzes
aufgenommen ist. Diese lässt sich von der Überlegung leiten, dass das Transportrad
eine gewisse axiale Erstreckung hat und im Grunde zwischen zwei Kreisscheiben die
Komponenten zur Lagerung und zum Antrieb der einzelnen Doppelkammerbeutel-Formungssätze
in sich aufnimmt. So kann sich eine der Wellen zwischen den beiden Scheiben erstrecken
und zumindest einseitig, bevorzugt zweiseitig verschwenkbar gelagert sein. Die andere
der koaxial vorgesehenen Wellen nach der Weiterbildung kann sich diese Lagerung der
einen Welle zunutze machen, indem sich beispielsweise die andere Welle an der einen
Welle unmittelbar abstützt und lediglich mittelbar über die eine Welle an dem Transportrad
gelagert ist.
[0011] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine
konkave Anlagefläche der Abdeckung exzentrisch zu der Drehachse des Transportrades
angeordnet, wobei der radiale Abstand dieser konkaven Anlagefläche zu der Drehachse
des Transportrades in einem vorderen Bereich der konkaven Anlagefläche größer als
in einem hinteren Bereich der konkaven Anlagefläche ist. Der vordere Bereich ist dabei
derjenige Bereich, der beim Einbringen der jeweiligen Doppelkammerbeutel-Formungssätze
zunächst von dem vorlaufenden Arm überstrichen wird. Der hintere Teil liegt in Drehrichtung
des Transportrades dahinter. Die Arme können grundsätzlich sich der Weiterbildung
nach
DE 195 32 816 B4 bedienen und dementsprechend unter einer gewissen Elastizität gegen die konkave Anlagefläche
der Abdeckung anliegen. Die zuvor diskutierte Weiterbildung hat den Effekt, dass durch
die Verringerung des Radius mit zunehmender Bewegung der Arme unter der Abdeckung
die Verschwenkbewegung des vorlaufenden Armes in Richtung auf die Mitte des Doppelkammerbeutel-Formungssatzes
durch Reibung unterstützt wird. Mit zunehmender Drehung des jeweiligen Doppelkammerbeutel-Formungssatzes
unter der Anlagefläche fördert der kleiner werdende radiale Abstand dementsprechend
das Zufahren des Doppelkammerbeutel-Formungssatzes. Damit ist es möglich, den Schwenkantrieb
zu den beiden Armen insgesamt schwächer auszubilden. Die Weiterbildung kann auch für
sich erfindungswesentlich sein. Die Erfindung ist dabei durch den Oberbegriff von
Anspruch 1 und die Merkmale von Anspruch 4 definiert.
[0012] Der vordere Bereich der konkaven Anlagefläche ist derjenige Bereich, an dem die Arme
zur Klemmung des abgetrennten Schlauchstücks anliegen, während das Profilteil zur
Ausformung des Doppelkammerbeutels in Richtung auf die Drehachse des Transportrades
abgesenkt wird. Mit anderen Worten bilden der vordere und der hintere Bereich nach
dieser Weiterbildung jeweils Klemmflächen aus, die bei der Ausformung des Doppelkammerbeutels
durch Zusammenfahren der Arme eines Doppelkammerbeutel-Formungssatzes mit den jeweiligen
Armen zusammenwirken. Der vordere Bereich ist dabei kein konischer Einlaufbereich,
der das Einbringen des abgetrennten Schlauchstücks unter die Abdeckung erleichtern
soll.
[0013] Anders ausgedrückt ist ein Radius in Drehrichtung des Transportrades unmittelbar
vor einem Eingriffsbereich eines Niederhalters, der das abgetrennte Schlauchstück
in Richtung auf das Profilteil drängt und dort üblicherweise verklemmt, größer als
ein Radius in Drehrichtung hinter diesem Eingriffsbereich.
[0014] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.
In dieser zeigen:
Fig. 1a bis 1e Seitenansichten eines Ausschnitts eines Transportrades mit zwei benachbarten
Doppelkammerbeutel-Formungssätzen in unterschiedlichen Phasen;
Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht der Arme mit den ihnen zugeordneten Antriebswellen
und der Abdeckung des Ausführungsbeispiels und
Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht eines Doppelkammerbeutel-Formungssatzes
mit den zugehörigen Antriebselementen.
[0015] Die Fig. 1a bis 1e zeigen jeweils Draufsichten auf ein mit Bezugszeichen 2 gekennzeichnetes
Transportrad, das vorliegend acht Doppelkammerbeutel-Formungssätze trägt und ausbildet,
die mit Bezugszeichen 4 gekennzeichnet sind und jeweils einen vorlaufenden Arm 6 und
einen nachlaufenden Arm 8 sowie ein dazwischen vorgesehenes Profilteil 10 mit zugeordneten
Lager- und Antriebseinrichtungen umfassen. Das Transportrad 2 hat eine mit Bezugszeichen
12 gekennzeichnete Drehachse. Exzentrisch zu dieser Drehachse 12 sind mit Bezugszeichen
14 gekennzeichnete Schwenkachsen ausgebildet, um welche die Arme 6, 8 verschwenken.
Die Schwenkachsen 14 liegen auf einer Kreisfläche, die ihren Mittelpunkt in der Drehachse
12 hat.
[0016] In den Fig. 1a ist ein vorlaufender Formungssatz 4 mit Bezugszeichen 4.1 gekennzeichnet,
wohingegen ein nachlaufender Formungssatz mit Bezugszeichen 4.2 gekennzeichnet ist.
Der nachlaufende Arm 8 des vorlaufenden Formungssatzes 4.1 ist zusammen mit den vorlaufenden
Arm 6 des nachlaufenden Formungssatzes 4.2 auf einer gemeinsamen Schwenkachse 14 schwenkbar
gelagert. Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung fehlt der jeweils andere Arm
auf Höhe des vorlaufenden Arms 6 des vorlaufenden Formungssatzes 4.1 bzw. des nachlaufenden
Arm 58 des nachlaufenden Formungssatzes 4.2.
[0017] Die Arme 6, 8 weisen an ihren Enden Platten 16, 18 auf, die im Wesentlichen der Ausgestaltung
gemäß
DE 195 32 816 B4 entsprechen.
[0018] Zwischen dem vorlaufenden und dem nachlaufenden Arm 6, 8 eines Formungssatzes 4 befindet
sich das Profilteil 10, das translatorisch beweglich auf einer Führungsschiene 20
gelagert ist. An dem Profilteil 10 greifen drei Hebelarme an, von denen die Hebelarme
22, 24 in Fig. 1 und sämtliche Hebelarme einschließlich des letzten Hebelarmes 26
in Fig. 2 dargestellt sind. Die Hebelarme 22, 24 sind jeweils über Loslager miteinander
bzw. dem Profilteil 10 oder dem Hebelarm 26 verbunden. Das Profilteil 10 ist mit einer
Halteplatte 28 fest verbunden, die in der Führungsschiene 20 geführt ist und an der
der Hebelarm 22 gelenkig angreift. Das Profilteil 10 hat zu beiden Seiten Klemmrollen
30, die federvorgespannt gegen das freie Ende des Profilteils 10 anliegen, wie dies
grundsätzlich in
DE 195 32 816 B4 beschrieben ist.
[0019] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein Ende des Hebelarms 26 in einer Kurvenbahn 32
verschwenkbar geführt, die dem Hebelarm 26 beim kontinuierlichen Drehen des Transportrades
2 eine Bewegungsbahn aufprägt, die aufgrund der gelenkigen Verbindung zu der Halteplatte
28 zu einer fest vorgegebenen translatorischen Bewegung des Profilteils 10 führt.
Diese Bewegung ist eine radiale Bewegung in Bezug auf die Drehachse 12 des Transportrades
2.
[0020] Wie die Fig. 2 und 3 belegen, ist einer der Arme, vorliegend der vorlaufende Arm
6 mit einer Hohlwelle 34 fest verbunden, in der eine in Fig. 2 nicht dargestellte
Antriebswelle 36 des anderen Arms, vorliegend des nachlaufenden Armes aufgenommen
ist. An dem antriebsseitigen Ende der Antriebswelle 36 befindet sich ein Zahnsegment
38, das mit einem Zahnsegment 40 kämmt, das verdrehfest mit der Hohlwelle 34 verbunden
ist. Dadurch sind die Verschwenkbewegungen der beiden Arme 6, 8 zwangsgekoppelt. Verdrehfest
mit der Antriebswelle 36 ist ein Antriebshebel 42 verbunden, der in einer weiteren
Kurvenbahn 44 geführt ist. Die beiden Kurvenbahnen 32, 44 werden dabei von einer Kurvenscheibe
45 ausgebildet, zu der sich das Transportrad 2 relativ dreht, so dass die von dem
Transportrad 2 gelagerten und mit der Drehung des Transportrades mitgenommenen Arme
6, 8 und deren Wellen 34, 36 in einer von der Kurvenbahn 44 vorgegebenen Weise relativ
zueinander verschwenken, Entsprechendes gilt für die radiale Bewegung des Profilteils
10.
[0021] Die Fig. 3 lässt eine Abdeckung 46 erkennen, die durch mehrere identisch ausgebildete
Scheiben geformt ist, zwischen denen Schlitze zum Eingriff eines Niederhalters ausgeformt
sind, der in
DE 38 06 386 C1 beschrieben ist. Dieser hier nicht dargestellte Niederhalter drückt den mittleren
Bereich eines abgetrennten Schlauchstücks, das seitlich zu dieser Mitte jeweils eine
Portion an brühfähigem Gut aufnimmt, radial nach innen. Diese Abschnitte bilden jeweils
die Kammern des Doppelkammerbeutels aus. Zum Eingriff dieses Niederhalters weist die
Abdeckung 46 auf ihrer radialen Außenfläche eine Einbuchtung 48 auf. Die gegenüberliegende
und der Drehachse 12 zugewandte Innenfläche der Abdeckung formt eine mit Bezugszeichen
50 gekennzeichnete konkave Anlagefläche aus. Diese ist im Wesentlichen gleichmäßig
gekrümmt. Entgegen der Drehrichtung ist der Anlagefläche 50 eine sich im Wesentlichen
gerade erstreckende Einlauframpe 52 ausgebildet, die absatzfrei in die konkave Anlagefläche
50 übergeht.
[0022] Abgesehen von diesen Details entspricht das Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem
in
DE 195 32 816 B4 bzw.
DE 38 06 386 C1 beschriebenen Ausführungsbeispiel.
[0023] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die konkave Anlagefläche 50 exzentrisch
zu der Drehachse 12 des Transportrades 2 angeordnet. Ein mit Bezugszeichen R1 gekennzeichneter
Radius am vorderen Ende der konkaven Anlagefläche 50, d.h. am Übergang zwischen der
Einlauframpe 52 und der Anlagefläche 50 ist größer als ein Radius R2 am hinteren Ende
der Anlagefläche 50.
[0024] Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf
die Fig. 1a bis 1e erläutert. In Fig. 1a befindet sich der nachlaufende Arm 8 des
nachlaufenden Doppelkammerbeutel-Formungssatzes 4.2 im Bereich des größten Radius
R1. Dementsprechend berührt der nachlaufende Arm 8 gerade eben die konkave Anlagefläche
50. Der vorlaufende Arm 8 des entsprechenden Formungssatzes 4.2 befindet sich etwa
in der Mitte der Anlagefläche 50. Zwischen den freien Enden der Arme 6, 8, respektive
der Platten 16, 18 und der Anlagefläche 50 ist ein mit Bezugszeichen 54 gekennzeichnetes
Schlauchstück aufgenommen, das mittig kein Teematerial als brühfähiges Gut enthält,
wohl aber beiderseits zu der Mitte des Schlauchstücks 54 jeweils Teegutportionen enthält,
die mit Bezugszeichen 56 gekennzeichnet sind. Die besagte Mitte des Schlauchstücks
54 ist mit Bezugszeichen 58 gekennzeichnet.
[0025] In Fig. 1 sind die Arme 6, 8 des nachlaufenden Formungssatzes 4.2 maximal gespreizt.
Mit zunehmender Drehung und aufgrund der Vorgaben der Kurvenscheibe 45 werden die
Arme 6, 8 aufeinander zu geschwenkt, während die Mitte 58 von dem Profilteil 10 abgestützt
ist. Auf Höhe der Einbuchtung 48 greift der zuvor bereits beschriebene Niederhalter
in die Einbuchtung ein und drängt das den Beutel ausbildenden Material in seiner Mitte
58 zwischen die Klemmrollen 30. Damit ist das Schlauchstück 54 mittig und kraftschlüssig
an dem Profilteil 10 fixiert. Diese Situation ist in Fig. 1b gezeigt. Mit fortlaufender
Drehung des Transportrades 2 (den Fig. 1a bis 1e im Uhrzeigersinn) werden die Arme
6, 8 weiter aufeinander zu geschwenkt, wie dies grundsätzlich aus dem zuvor erwähnten
Stand der Technik bekannt ist. Dabei werden die von dem Armen gegen die Anlagefläche
50 geklemmten Endbereiche des Schlauchstücks 54 aufeinander zu bewegt. Infolgedessen
werden die zwischen der Mitte 58 und den Enden gebildeten Kammern des Schlauchstücks
54 radial nach innen bewegt. Währenddessen wird das Profilteil 10 entlang der Führung
20 radial nach innen abgesenkt, wie dies ebenfalls aus
DE 38 06 386 C1 bzw.
DE 195 32 816 B4 bekannt ist. Diese Absenkbewegung wird insbesondere durch Vergleich der Fig. 1b mit
den Fig. 1c und 1d verdeutlicht. Ersichtlich werden auf dem Weg des Formungssatzes
4 in Richtung auf das hintere Ende der Anlagefläche die freien Enden der Arme 6, 8
weiter aufeinander zu geführt, bis das Schlauchstück durch Klemmung im Bereich der
freien Enden fixiert ist.
[0026] Dabei haben die Arme 6, 8 des vorlaufenden Formungssatzes 4.1 bereits zwischen Fig.
1c und Fig. 1d die Anlagefläche 50 verlassen und klemmen nunmehr die Endbereiche des
Schlauchstücks 54 gegeneinander, so dass das Schlauchstück 54 auf diese Weise zwischen
den freien Enden der Arme 6, 8 gehalten ist. So kann das Profilteil 10 im Rahmen einer
weiteren radialen Absenkung in Richtung auf die Drehachse 12 die Mitte 58 des Schlauchstücks
54 freigeben. Der so geformte Doppelkammerbeutel wird in einer weiteren Station in
etwa entsprechend der unteren Lage des vorlaufenden Formungssatzes 4.1 weiterverarbeitet.
[0027] Die exzentrische Lagerung der Anlagefläche 50 und die Verkleinerung des Radius in
Richtung auf den hinteren Bereich der Anlagefläche 50 fördert jedenfalls die Schwenkbewegung
des vorlaufenden Armes 8 in Richtung auf das Profilteil 10.
Bezugszeichenliste
[0028]
- 2
- Transportrad
- 4
- Doppelkammerbeutel-Formungssatz
- 6
- vorlaufender Arm
- 8
- nachlaufender Arm
- 10
- Profilteil
- 12
- Drehachse
- 14
- Schwenkachse
- 16
- Platte
- 18
- Platte
- 20
- Führungsschiene
- 22
- Hebelarm
- 24
- Hebelarm
- 26
- Hebelarm
- 28
- Halteplatte
- 30
- Klemmrolle
- 32
- Kurvenbahn
- 34
- Hohlwelle
- 36
- Antriebswelle
- 38
- Zahnsegment
- 40
- Zahnsegment
- 42
- Antriebshebel
- 44
- Kurvenbahn
- 45
- Kurvenscheibe
- 46
- Abdeckung
- 48
- Einbuchtung
- 50
- Anlagefläche
- 52
- Einlauframpe
- 54
- Schlauchstück
- 56
- Teegutportion
- 58
- Mitte des Schlauchstücks
- R1
- Radius vorderes Ende der Anlagefläche 50
- R2
- Radius hinteres Ende der Anlagefläche 50
1. Vorrichtung zum Transportieren von fertig zugeschnittenen und befüllten Schlauchstücken
(54) innerhalb einer Maschine zum Herstellen von mit brühfähigem Material gefüllten
Doppelkammerbeuteln, mit einem Transportrad (2), das auf seinem Umfang verteilt mehrere
Doppelkammerbeutel-Formungssätze (4.1; 4.2) umfassend einen vorlaufenden Arm (6) und
einen nachlaufende Arm (8) und ein dazwischen vorgesehenes, radial bewegliches und
einen Boden eines Doppelkammerbeutels abstützendes Profilteil (10) trägt und unter
einer im Bereich des oberen Scheitels des Transportrads (2) angeordneten Abdeckung
(46) drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arme (6, 8) exzentrisch zu der Drehachse (12) des Transportrades (2) schwenkbar
gelagert sind und dass die Arme (6, 8) benachbarter Doppelkammerbeutel-Formungssätze
(4.1; 4.2) auf einer gemeinsamen Schwenkachse (14) schwenkbar gelagert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Arme (6; 8) eines der Doppelkammerbeutel-Formungssätze (4.1; 4.2)
über eine Kurvenbahn (32) verschwenkend angetrieben ist und der andere der Arme (8;
6) dieses Doppelkammerbeutel-Formungssatzes (4.1; 4.2) über eine Verzahnung (38, 40)
mit dem einen der Arme (6; 8) zwangsgekoppelt verschenkend angetrieben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Arme (6) eines der Doppelkammerbeutel-Formungssätze (4.2) verdrehfest
mit einer Hohlwelle (34) verbunden ist, in der eine Antriebswelle (36) des Armes (8)
des benachbarten Doppelkammerbeutel-Formungssatzes (4.1) aufgenommen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine konkave Anlagefläche (50) der Abdeckung (46) exzentrisch zu der Drehachse (12)
des Transportrades (2) angeordnet ist und dass der radiale Abstand der konkaven Anlagefläche
(50) zu der Drehachse (12) des Transportrades (2) in einem vorderen Bereich der konkaven
Anlagefläche (50) größer als in einem hinteren Bereich der konkaven Anlagefläche (50)
ist.