HUBTISCH FÜR WERKZEUGE IN EINER VERPACKUNGSMASCHINE

Abstract

 Die Vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit mindestens einer Arbeitsstation, die ein Unter- und/oder ein Oberwerkzeug (3,8,12) aufweist, wobei das Unterwerkzeug (4,9,11) auf Hubtischen vertikal bewegbar ist und der Hubtisch:

• eine vertikal verschiebbare Platte (13), auf der das Unterwerkzeug (4,9,11) montiert ist,
• mindestens eine vertikale Führung (15) für die Platte (13),
• eine Kurbelwelle (20),
• eine Stange (17), die an einem Ende (18) mit der Platte (13) um mindestens eine Achse und am anderen Ende (19) mit der Kurbelwelle (20) drehbar verbunden ist und
• einem drehbaren Antrieb, der die Kurbelwelle antreibt,

aufweist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungsmaschine mit mindestens einer Arbeitsstation, die ein Unter- und/oder ein Oberwerkzeug aufweist, wobei das Unterwerkzeug auf Hubtischen vertikal bewegbar ist.

[0002] Solche Verpackungsmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

[0003] So offenbart die EP 0 569 937 B1 z.B. eine Verpackungsmaschine mit einer Arbeitsstation, die eine Hubvorrichtung aufweist, bei der das Unterwerkzeug durch ein Kniehebelsystem und eine Kolben-Zylindereinrichtung angehoben bzw. abgesenkt wird. Diese Hubvorrichtung benötigt jedoch sehr viel Raum, so daß die Länge der Verpackungsmaschine unnötig vergrößert wird. Darüber hinaus ist der Hubmechanismus vergleichsweise langsam und aufwendig, weil z.B. zwei Kniehebel benötigt werden, um ein Verkanten der Platte an den Führungsstangen zu vermeiden.

[0004] Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verpackungsmaschine mit mindestens einer Arbeitsstation gelöst, die ein Unter- und/oder ein Oberwerkzeug aufweist, wobei das Unterwerkzeug auf Hubtischen vertikal bewegbar ist und der Hubtisch:

• eine vertikal verschiebbare Platte, auf der das Unterwerkzeug montiert ist,
• mindestens eine vertikale Führung für die Platte,
• eine Kurbelwelle,
• eine Stange, die an einem Ende mit der Platte um mindestens eine Achse und am anderen Ende mit der Kurbelwelle drehbar verbunden ist und
• einen drehbaren Antrieb, der die Kurbelwelle antreibt, aufweist.

[0006] Eine Arbeitsstation im Sinne der Erfindung ist z.B. eine Tiefzieh-, eine Siegel- und eine Schneidstation.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stange in der Mitte der Platte angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Platte nie verkantet.

[0008] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kurbelwelle in zwei Jochs drehbar gelagert. Die Jochs ihrerseits sind mit dem Rahmen der Verpackungsmaschine verbunden. Vorzugsweise sind die Jochs quer zur Laufrichtung der Folie angeordnet, um die Baulänge der jeweiligen Arbeitsstation besonders kurz zu gestalten.

[0009] Die Lagerung der Kurbelwelle an zwei Jochs hat den Vorteil, daß die sehr hohen Kräfte, die beim Anheben und Anpressen der Platte mit dem Unterwerkzeug gegen das Oberwerkzeug auftreten, sehr gut in die vertikale Führung eingeleitet werden können, ohne daß die Kurbelwelle verbiegt und/oder verkantet.

[0010] Vorzugsweise ist die vertikale Führung der Platte mindestens eine Stange, besonders bevorzugt zwei Stangen und ganz besonders bevorzugt vier Stangen.
Die Platte ihrerseits weist mindestens eine vorzugsweise zwei Führungsbuchsen auf, die die Stangen aufnehmen.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Jochs vorzugsweise am unteren Ende der Stangen vorzugsweise vertikal verschieblich gelagert, wobei jeweils ein Joch von zwei Stangen gehalten wird. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine hat den Vorteil, daß die jeweilige Arbeitsstation eine Einheit darstellt und insgesamt in der Verpackungsmaschine verschoben oder demontiert werden kann.

[0012] Vorteilhafterweise ist an jeder Stange jeweils ein Federelement, vorzugsweise eine Elastomerfeder, angebracht, auf denen die vertikal verschieblichen Jochs aufliegen. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine hat den Vorteil, daß Folien mit unterschiedlicher Dicke oder mit einer relativ großen Toleranzen bezüglich der Dicke verarbeitet werden können, ohne daß Änderungen an der Einstellung des Hubes vorgenommen werden müssen. Eine Vergrößerung der Foliendicke resultiert dann in einer minimalen Krafterhöhung. Darüber hinaus kann durch die Federn der Anpreßdruck des Unterwerkzeuges gegen das Oberwerkzeug begrenzt werden.

[0013] Die Kurbelwelle wird vorzugsweise durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen Servomotor, der vorzugsweise computergesteuert ist, angetrieben. Der Elektromotor weist vorzugsweise ein Getriebe aufweist, wobei die Kraftübertragung zwischen Elektromotor bzw. Getriebe und Kurbelwelle vorzugsweise durch einen Zahnriemen erfolgt. Der Elektromotor bzw. das Getriebe hat vorzugsweise ein so hohes Drehmoment und eine so hohe Drehgeschwindigkeit, daß die Platte mit dem Unterwerkzeug innerhalb von weniger als einer Sekunde, vorzugsweise innerhalb von weniger als einer halben Sekunde von der untersten in die oberste Stellung und umgekehrt angehoben bzw. abgesenkt wird.

[0014] Darüber hinaus weist der Elektromotor bzw. das Getriebe abtriebsseitig vorzugsweise ein Haltemoment von > 50 Nm besonders bevorzugt > 100 Nm auf, um die Kräfte, die z.B. beim Siegeln oder Schneiden auftreten, wenn die Stange, die die Platte mit der Kurbelwelle verbindet nicht sekrecht steht, aufnehmen zu können.

[0015] Vorzugsweise wird die Kurbelwelle im Wechsel im und gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Diese Anordnung hat sich überraschender Weise als sehr platzsparend herausgestellt. Dabei beträgt der Drehwinkel maximal 180°. Vorzugsweise führt die Kubelwelle jedoch einen Drehwinkel aus, der gerade so groß ist, daß das Werkzeug die Verpackungsmulde bei deren Weitertransport nicht beschädigt. Besonders bevorzugt wird das Werkzeug soweit abgesenkt, daß sich dessen Oberkannte im abgesenkten Zustand maximal 1-10 mm unterhalb der Verpackungsmulde befindet. Durch diese Absenkung kann die Taktzeit der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine entscheidend verkürzt werden.

[0016] Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine hat den Vorteil, daß die vertikale Bewegung des Unterwerkzeugs innerhalb von weniger als einer Sekunde durchgeführt wird. Der Hubtisch ist einfach herzustellen und zu warten. Dadurch, daß die Stange in der Mitte der Platte angreift, ist ein Verkanten der Platte an der Führung ausgeschlossen.

[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine weist diese ein Mittel zur Vermeidung von Produktquetschungen zwischen Ober- und Unterwerkzeug auf. Vorzugsweise ist dieses Mitel eine Begrenzung des zulässigen Stromverbrauche, der zur Aufwärtsbewegung des Unterteils benötigt wird. Falls sich zwischen Ober- und Unterwerkzeug Produkt befinden sollte, wird dies zwischen Unter- und Oberwerkzeug zusammengedrückt. Dabei steigt der Stromverbrauch, der benötigt wird, um das Unterwerkzeug anzuheben und die Steuerung des Motors stoppt die Aufwärtsbewegung.

[0018] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1-3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

[0019] Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Seitenansicht einer Verpackungsmaschine mit weggelassener Seitenabdeckung;

Figur 2

eine Seitenansicht (in Laufrichtung der Folie) des Hubtisch;

Figur 3

eine Seitenansicht (quer zur Laufrichtung der Folie) des Hubtisches;

[0020] Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine in schematischer Darstellung. Eine Folie 1 wird von einer Rolle abgerollt und durchläuft zunächst eine Tiefziehstation 2, die aus einem Oberwerkzeug 3 und einem Unterwerkzeug 4 besteht. Das Unterwerkzeug 4 ist auf einer Platte 5 montiert, die, wie durch den Pfeil angedeutet, angehoben und abgesenkt werden kann. In der Tiefziehstation 2 wird die Folie 1 zu einer Verpackungsmulde 6 verformt.

[0021] Danach werden die Verpackungsmulden 6 mit einem Verpackungsgut befüllt und in der folgenden Siegelstation 10 werden die Verpackungsmulden mit einer Deckelfolie versiegelt. Auch die Siegelstation 10 besteht aus einem Oberwerkzeug 12 und einem Unterwerkzeug 11, wobei auch bei der Siegelstation das Unterwerkzeug 11 angehoben und abgesenkt werden kann.

[0022] Abschließend werden die Verpackungen in der Schneidstation 7 auseinandergeschnitten. Auch die Schneidstation besteht aus einem Oberwerkzeug 8 und einem Unterwerkzeug 9, wobei auch bei der Schneidstation das Unterwerkzeug 9 angehoben und abgesenkt werden kann.

[0023] Der Hubtisch, mit dem die Unterwerkzeuge 4, 9, 11 abgesenkt und angehoben werden, ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt, die jeweils eine andere Sicht auf den Hubtisch erlauben. Figur 2 zeigt den Hubtisch im abgesenkten Zustand, während in Figur 3 der Hubtisch angehoben ist.

[0024] Der Hubtisch weist eine Platte 13 auf, auf der das Unterwerkzeug 4, 9, 11 montiert ist. Die Platte ist mit zwei Führungsbuchsen 14 versehen, die die Führungsstangen 15 aufnehmen. Auf seiner unteren Seite weist die Platte 13 ein Lager 16 auf, in dem das obere Ende 18 der Stange 17 um eine Achse schwenkbar gelagert ist. Die Stange 17 ist an ihrem unteren Ende 19 drehbar mit der Kurbelwelle 20 verbunden, die ihrerseits in den Jochs 21, 22 drehbar gelagert ist. Die Jochs 21, 22 sind vertikal verschieblich an den Stangen 15 gelagert und liegen auf der Elastomerfeder 26 auf. Durch diese Art der Lagerung ist eine automatische Anpassung des Hubes an die Dicke der Folie möglich. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß der Anpreßdruck mit dem das Unterwerkzeug gegen das Oberwerkzeug gedrückt wird einen gewissen Maximalwert nicht überschreitet. Zusätzlich kann durch diese Lagerung der Jochs die Anpreßkraft sehr gut eingestellt werden. Das Unterwerkzeug und dessen Hub können als eine Einheit in der Verpackungsmaschine verschoben bzw. demontiert werden. Die Kurbelwelle 20 wird über den Zahnriemen 23 von dem Elektromotor 24 angetrieben. Der Motor ist so geschaltet, daß er die Kurbel der Kurbelwelle im Wechsel von dem höchsten zu dem tiefsten Punkt dreht und umgekehrt, wobei die Drehung abwechselnd gegen und im Uhrzeigersinn erfolgt. Der Abstand 25 wird so bemessen, daß er mindestens der halben Tiefe der tiefsten auf der jeweiligen Verpackungsmaschine verarbeitbaren Verpackungsmulde entspricht. Der Elektromotor 24 weist ein Getriebe auf. Der Elektromotor bzw. das Getriebe ist so bemessen, daß eine Drehung der Kurbelwelle in weniger als einer Sekunde erfolgt.

[0025] Des weiteren weist der Elektromotor 24 ein Haltemoment von >10 Nm auf, so daß das Getriebe abtriebsseitig über ein Haltemoment von > 100 Nm verfügt, damit die bei dem jeweiligen Bearbeitungsvorgang auftretenden Kräfte aufgenommen werden können, insbesondere wenn die Stange 17 nicht absolut senkrecht steht.

Ansprüche

1. Verpackungsmaschine mit mindestens einer Arbeitsstation (2, 7, 10), die ein Unter- und/oder ein Oberwerkzeuge (3, 8, 12) aufweist, wobei die Unterwerkzeuge (4, 9, 11) auf Hubtischen vertikal bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch:

- eine vertikal verschiebbare Platte (13), auf der das Unterwerkzeug (4, 9, 11) montiert ist,

- mindestens eine vertikale Führung (15 ) für die Platte (13),

- eine Kurbelwelle (20),

- eine Stange (17), die an einem Ende (18) mit der Platte (13) um mindestens eine Achse und am anderen Ende (19) mit der Kurbelwelle (20) drehbar verbunden ist und

- einen drehbaren Antrieb, der die Kurbelwelle antreibt aufweist.

2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (17) in der Mitte der Platte (13) angebracht ist.

3. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle recht und links jeweils in einem Joch (21, 22) gelagert ist.

4. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Führung (15) eine Stange, vorzugsweise zwei ganz besonders bevorzugt vier Stangen ist(sind).

5. Verpackungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Joch (21, 22) an zwei Stangen (15) vertikal verschieblich gelagert ist.

6. Verpackungsmaschinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Joch jeweils auf zwei Federelementen (26), aufliegt.

7. Verpackungsmaschine nach Anspruch 6, daß jeweils ein Federelement (26) an jeweils einer Stange (15) montiert ist.

8. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (26) Elastomerfedern sind.

9. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mit einem E-Motor, vorzugsweise mit einem Servo-Motor erfolgt und vorzugsweise einem Zahnriemen erfolgt.

10. Verpackungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Haltemoment von > 10 Nm aufweist.

11. Verpackungsmaschiene nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor in zwei Richtungen drehbar ist.

12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle abwechselnd um maximal um 180° im und gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.

13. Verpackungsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel der Kurbelwelle so eingestellt wird, daß das Werkzeug (4, 9, 11) nur soweit abgesenkt wird, daß die Verpackungsmulde bei deren Weitertransport nicht beschädigt wird.

14. Verpackungsmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante des Werkzeuges (4, 9, 11) beim Absenken nur 1-10 mm unter die Unterkante der Verpackungsmulde gesenkt wird.

15. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubzeit maximal 1, vorzugsweise maximal 0,5 Sekunde beträgt.

16. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (25) mindestens der halben Tiefe der Verpackungsmulde (6) entspricht.

17. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Mittel zur Vermeidung von Produktquetschungen zwischen Ober- und Unterwerkzeug aufweist.

18. Verpackungsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Begrenzung des zulässigen Stromverbrauchs bei der Aufwärtsbewegung des Unterwerkzeuges ist.

Zeichnung