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Patent Searching and Data


Title:
LIFTING MEANS FOR A PACKAGING MACHINE WITH TWO COUPLING RODS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/117860
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a lifting means, in particular for a packaging machine, which comprises a frame and which moves a lift table from a lowered position into a raised position, and vice versa, comprising: two parallel shafts; two knee levers with a respective one first rotary lever and a second rotary lever, wherein each knee lever is provided between a shaft and the lift table, wherein each first lever is rotationally fixed to a shaft. The invention also relates to a packaging machine and to a method.

Inventors:
FRIES ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/086588
Publication Date:
June 29, 2023
Filing Date:
December 19, 2022
Export Citation:
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Assignee:
GEA FOOD SOLUTIONS GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
B65B9/04; B65B47/00; B65B51/10; B65B61/06; B65B65/00; B65B65/02
Foreign References:
EP0895933A11999-02-10
DE102017123805A12019-04-18
Attorney, Agent or Firm:
WOLFF, Felix et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Hub (9), insbesondere für eine Verpackungsmaschine, der einen Rahmen (31) aufweist und der einen Hubtisch (5) von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt bewegt, mit: zwei parallelen Wellen (25, 35), zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel (13) und einem zweiten Drehhebel (20), wobei jeder Kniehebel jeweils zwischen einer Welle (25, 35) und dem Hubtisch (5) vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehfest mit einer Welle (25, 35) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Wellen (25, 35) mindestens zwei Koppelstangen (33, 34) vorgesehen sind.

2. Hub (9) nach Anspruch 1 oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drehhebel (13) bei der Bewegung zwischen der abgesenkten in die angehobene Stellung und umgekehrt jeweils um 178° - 182°, vorzugsweise exakt um 180° dreht.

3. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehhebel eine erste Drehachse (26) und eine zweite Drehachse (27) aufweist und dass in der angehobenen Stellung des Hubtischs diese ersten und zweiten Drehachsen (26, 27) mit der Drehachse der Welle (25, 35) in einer Lotrechten fluchten.

4. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Welle (25, 35) mindestens dreifach drehbar gelagert ist.

5. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Umfang der Welle (25, 35) zur Befestigung eines Hebels (21) lokal abgeflacht ist.

6. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstangen (33, 34) jeweils mit demselben ersten Drehhebel (13) an der jeweiligen Welle (25, 35) verbunden sind.

7. Hub (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstangen (33, 34) in unterschiedlichen Winkelstellungen und/oder mit unterschiedlichen Abständen zur Drehachse des Drehhebels mit dem jeweiligen Drehhebel verbunden sind. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (25, 35) eine Längserstreckungsrichtung aufweisen und dass die Koppelstangen (33, 34) bezogen auf diese Längserstreckungsrichtung versetzt zueinander vorgesehen sind. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstangen (33, 34) jeweils U-förmig ausgebildet sind. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Ende beider Koppelstangen und der zweite Drehhebel (20) an demselben ersten Drehhebel (13) verbunden sind. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel (20) gekrümmt vorgesehen ist. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (25, 35) relativ zum Rahmen (31) vertikal verschieblich vorgesehen sind. Hub (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (25, 35) jeweils mittels mindestens einem, vorzugsweise jeweils zwei parallelen Drehhebeln (21) an dem Rahmen (31) gelagert sind. Hub (9) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Ende des Hebels (21) mit dem Rahmen (31) und ein Ende mit dem ersten Drehhebel (13) drehbar verbunden ist. Hub (9) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel (21) eine erste Drehachse (28) und eine zweite Drehachse (29) aufweist und dass in der angehobenen Stellung der Welle diese ersten und zweiten Drehachsen (28, 29) mit der Drehachse der Welle (25, 35) entlang einer Lotrechten fluchten. Hub (9) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Welle (25, 35) mit deren Längserstreckung variiert. Verpackungsmaschine (1) aufweisend mindestens einen Hub (20) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche. Verpackungsmaschine (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (25, 35) quer zur Transportrichtung einer Mate rial bahn (8, 14) angeordnet sind. Verfahren zum Anheben und Absenken eines Unterwerkzeugs (4, 11) und eines Oberwerkzeugs (3, 12) einer Verpackungsmaschine mit einem Hub (9), der einen 18

Rahmen (31) aufweist und der ein Unterwerkzeug (4, 11) und ein Oberwerkzeug (3, 12) von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt bewegt, mit: zwei parallelen Wellen (25, 35), zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel (13) und einem zweiten Drehhebel (20), wobei jeder Kniehebel jeweils zwischen einer Welle (25, 35) und dem Hubtisch (5) vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehtest mit einer Welle (25, 35) verbunden ist, zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel (13) und einem zweiten Drehhebel (21), wobei jeder Kniehebel jeweils zwischen einer Welle (25, 35) und dem Rahmen des Hubes (31) vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehtest mit einer Welle (25, 35) verbunden ist, wobei beim Drehen der Wellen (25, 35) diese und der Hubtisch (5) gegenläufig angehoben und abgesenkt werden. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (25, 35) in einer Basis (40) gelagert werden, die mit dem Oberwerkzeug (3, 12) verbunden ist.

Description:
Hub für eine Verpackungsmaschine mit zwei Koppelstangen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hub, insbesondere für eine Verpackungsmaschine, der einen Rahmen aufweist und der einen Hubtisch von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt bewegt, mit: zwei parallelen Wellen, zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel und einem zweiten Drehhebel, wobei jeder Kniehebel zwischen einer Welle und dem Hubtisch vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehfest mit einer Welle verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Verpackungsmaschine und ein Verfahren.

Derartige gattungsgemäße Hübe sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise der EP 0 895 933 A1 oder der DE 102017 123 805 A1 bekannt und finden insbesondere in Verpackungsmaschinen Verwendung. Bei diesen Verpackungsmaschinen wird beispielsweise eine Untermaterialbahn von einer Vorratsrolle abgerollt und intermittierend entlang der Verpackungsmaschine transportiert. Beim Thermoformer wird in einer Formstation zunächst eine Verpackungsmulde in die Untermaterialbahn geformt, die anschließend mit einem Verpackungsgut, insbesondere einem Lebensmittel, befüllt wird. Anschließend wird die Verpackungsmulde in einer Siegelstation mit einer Obermaterialbahn, die an die Untermaterial gesiegelt wird, verschlossen. Diese Materialbahn wird dabei ebenfalls von einer Vorratsrolle abgerollt. Die Form- und/oder die Siegelstation weisen in der Regel ein Unter- und ein Oberwerkzeug auf, wobei sich das Unterwerkzeug unterhalb der Untermaterialbahn und das Oberwerkzeug oberhalb der Obermaterialbahn befindet. Beim Formen der Verpackungsmulde in die Untermaterialbahn und/oder beim Siegeln einer Obermaterial- an die Untermaterialbahn, muss das jeweilige Unterwerkzeug angehoben und beim / vor dem Weitertransport der Verpackungsmulden um einen Index wieder abgesenkt werden. In manchen Fällen muss auch das Oberwerkzeug angehoben bzw. abgesenkt werden, vorzugsweise gegenläufig synchron zur Bewegung des Unterwerkzeugs. Dafür weist die Verpackungsmaschine mindestens eine Hubstation, vorzugsweise eine Hubstation pro Werkzeug auf.

Es besteht deshalb ständig das Bedürfnis diese Hubstationen zu verbessern und/oder eine Verpackungsmaschine mit einem verbesserten Hub zur Verfügung zu stellen. Gelöst wird die Aufgabe mit einem Hub, insbesondere für eine Verpackungsmaschine, der einen Rahmen aufweist und der einen Hubtisch von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt bewegt, mit: zwei parallelen Wellen, zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel und einem zweiten Drehhebel, wobei jeder Kniehebel zwischen einer Welle und dem Hubtisch vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehfest mit einer Welle verbunden ist und wobei zwischen den beiden Wellen mindestens zwei Koppelstangen vorgesehen sind.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt.

Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hub, mit dem insbesondere mindestens ein Werkzeug einer Formstation einer Verpackungsmaschine, ein Siegel oder Schneidwerkzeug von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung und zurück überführt wird. In der geöffneten Stellung sind zwei Werkzeuge, beispielsweise Ober- und Unterwerkzeug voneinander beabstandet und in der geschlossenen Stellung sind sie aufeinander zu bewegt worden. Bei einer Verpackungsmaschine befindet sich beispielsweise eine Materialbahn zwischen den beiden Werkzeugen. In einer vereinfachten Ausführungsform ist eines der beiden Werkzeuge ortsfest vorgesehen, beispielsweise indem das Werkzeug am Rahmen des Hubes und/oder am Rahmen der zugeordneten Verpackungsmaschine angeordnet ist.

Dieser Hub weist erfindungsgemäß einen Rahmen auf, der beispielsweise aus zwei parallelen Platten besteht. Dieser Rahmen kann an dem Rahmen einer Verpackungsmaschine, insbesondere entlang der Längserstreckung der Verpackungsmaschine verschieblich, angeordnet sein. Alternativ ist der Rahmen der Verpackungsmaschine auch der Rahmen des Hubes.

Weiterhin erfindungsgemäß weist der Hub zwei parallele Wellen auf, von denen, vorzugsweise nur eine einzige, motorisch, insbesondere mittels eines Elektromotors, vorzugsweise mit einem Servomotor, drehend angetrieben wird. Vorzugsweise wird die Welle bei jeder Bewegung jeweils um 180° gedreht. Die Abtriebswelle des Motors ist vorzugsweise direkt, ohne ein Getriebe, mit der Welle verbunden. Alternativ ist die Antriebswelle des Motors beispielsweise mit einem Hohlwellengetriebe mit der Welle verbunden. Wiederum alternativ ist der Antrieb neben der Welle angeordnet und mit einem Getriebe, beispielsweise einem Zahnriemengetriebe oder einem Hebeltrieb, insbesondere einem Kniehebeltrieb mit der Welle verbunden, wobei sich der Antrieb innerhalb des Hubes oder alternativ außerhalb des Hubes befindet, beispielsweise wenn der Hub sehr kompakt ist und innerhalb des Hubes nicht genügend Raum zur Anordnung des Motors zur Verfügung steht. Dabei kann der Motor in der von den Wellen aufgespannten Ebene angeordnet sein oder alternativ außerhalb der Ebene, beispielsweise oberhalb davon.

Außerdem weist der erfindungsgemäße Hub zwei Kniehebel auf, wobei jeweils ein Kniehebel mit einer Welle verbunden ist. Jeder Kniehebel weist einen ersten Drehhebel und einen zweiten Drehhebel auf, die jeweils an einem ihrer Enden drehend miteinander verbunden sind. Jeder Kniehebel ist jeweils zwischen einer der beiden Wellen und dem Hubtisch vorgesehen, wobei ein Hebel des Kniehebels drehfest mit einer der beiden Wellen verbunden ist. Der erste Hebel kann einstückig mit der Welle vorgesehen, beispielsweise angeschmiedet oder gegossen sein oder mit dieser Stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Beispielsweise wird der erste Hebel mit der Welle verschweißt.

Vorzugsweise wird der Hubtisch von dem Kniehebel von einer unteren Totpunktlage, in der die beiden Werkzeuge maximal beabstandet sind, in eine obere Totpunktlage, in der die Werkzeuge ihrem minimalen Abstand aufweisen oder sich sogar berühren, und zurück verfahren.

Erfindungsgemäß sind nun zwischen den beiden Wellen mindestens zwei Koppelstangen vorgesehen. Diese Koppelstangen übertragen jeweils das Drehmoment der motorisch angetriebenen Welle auf die andere Welle, so dass sich diese synchron bewegen. Durch die mindestens zwei Koppelstangen ist beispielsweise sichergestellt, dass die Drehmomente die Kniehebel aus mindestens einer der beiden Totpunktlagen herausbewegen.

Vorzugsweise sind die Koppelstangen parallel zueinander angeordnet und ganz besonders bevorzugt, zumindest im Wesentlichen, baugleich ausgeführt.

Vorzugsweise sind beide Koppelstangen mit demselben ersten Drehhebel an der jeweiligen Welle verbunden. Vorzugsweise ist jeder erste Drehhebel des Kniehebels mit beiden Koppelstangen verbunden.

Vorzugsweise sind die beiden Koppelstangen in unterschiedlichen Winkelstellungen und/oder mit unterschiedlichen Abständen zur Drehachse des Drehhebels mit dem jeweiligen Drehhebel verbunden. Die beiden Wellen weisen eine Längserstreckungsrichtung auf. Vorzugsweise sind die beiden Koppelstangen bezogen auf diese Längserstreckungsrichtung versetzt zueinander vorgesehen, besonders bevorzugt jedoch nur um die Dicke des Hebels versetzt zueinander vorgesehen.

Vorzugsweise weist jeder erste Hebel zwei gegenüberliegende, insbesondere identische Oberflächen auf, die durch die Dicke des Hebels voneinander beabstandet sind. Besonders bevorzugt ist nun eine Koppelstange benachbart zu der einen Oberfläche und die andere Koppelstange benachbart zu der anderen Oberfläche an dem ersten Hebel des Kniehebels angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Koppelstangen jeweils U-förmig ausgebildet, wobei die Basis des „U“ vorzugsweise länger ist als die Schenkel des „U“. Vorzugsweise sind die Schenkel unterschiedlich lang und ganz besonders bevorzugt ist zumindest ein Schenkel nicht in einem rechten Winkel zur Basis vorgesehen. Die Enden der Schenkel der U-förmigen Koppelstange werden vorzugsweise jeweils mit einem ersten Hebel des Kniehebels drehbar verbunden.

Vorzugsweise sind jeweils ein Ende beider Koppelstangen und der zweite Drehhebel an demselben ersten Drehhebel des Kniehebels verbunden, besonders bevorzugt jedoch an drei unterschiedlichen Stellen des ersten Drehhebels.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Drehhebel des Kniehebels, insbesondere der zweite mit dem Hubtisch verbundene Drehhebel gekrümmt vorgesehen. Besonders bevorzugt weist dieser Hebel einen geradlinigen Abschnitt und einen U-förmigen Abschnitt auf.

Alternativ weist der Hub mehr als zwei parallele Wellen auf, beispielsweise wenn mit dem Hub längere oder zusätzliche Werkzeuge angetrieben werden und/oder der Lastabtrag das erfordert. Der Fachmann versteht, dass sich die Anzahl der Kniehebel und Koppelstangen entsprechend erhöht, wobei pro anzubindender zusätzlicher Welle zwei zusätzliche Kniehebel und Koppelstangen verwendet werden, wobei alternativ die für zwei parallele Wellen bestehenden Koppelstangen bis auf die zusätzliche Welle(n) verlängert / erweitert werden.

Ein weiterer erfindungsgemäßer oder bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein gattungsgemäßer Hub, bei dem sich der erste Drehhebel des Kniehebels bei der Bewegung zwischen der abgesenkten in die angehobene Stellung und umgekehrt jeweils um 178° - 182°, vorzugsweise exakt um 180° dreht. Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Ein weiterer erfindungsgemäßer oder bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein gattungsgemäßer Hub, bei dem der zweite Drehhebel eine erste Drehachse und eine zweite Drehachse aufweist und bei dem in der angehobenen Stellung des Hubtischs diese ersten und zweiten Drehachsen mit der Drehachse der Welle in einer Lotrechten fluchten.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Diese erfindungsgemäße oder bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Hub in der angehobenen Stellung eine sehr große Last aufnehmen kann. Es werden keine oder nur sehr geringe Drehmomente auf die Wellen übertragen.

Diese erfindungsgemäße oder bevorzugte Ausführungsform hat auch den Vorteil, dass ein Ausnutzen von üblichen und trotz aller Fertigungspräzision nicht vermeidbaren Fertigungstoleranzen in den Koppelstangen und/oder in den daran angeschlossenen Hebeln, insbesondere bezüglich ihrer Lagerabstandsmaße (Wirkmaße), in dem Sinne möglich ist, dass beispielsweise eine V-förmige Stellung der Unterhub-Kniehebel zueinander im Bereich der oberen Totlage OT eingestellt wird, wobei vorzugsweise ein Hebel etwas vor OT und einer etwas nach OT steht, wobei sich die Prozesslasten vorzugsweise gleichmäßig auf die Koppelstangen und/oder Hebel verteilen und sich bezüglich ihrer Wirkung auf den Antrieb ausgleichen / vermitteln, also keine oder nur eine geringe Prozesslast auf den Antrieb wirkt bzw. die Summe der auf den Antrieb wirkenden Prozesslasten minimiert wird. Der Fachmann versteht, dass bei Null-Toleranz, also bei genau gleichen Wirkmaßen, die Kniehebel theoretisch genau in OT stehen können, was insbesondere bei der Lastverteilung auf synchronisierte Wellen bevorzugt, aber in der technischen Ausführung nur schwer möglich ist.

Noch ein bevorzugter oder erfindungsgemäßer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hub, bei dem jede Welle mindestens dreifach drehbar gelagert ist. Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Diese bevorzugte oder erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Durchmesser der Welle geringer dimensioniert werden muss im Vergleich zu einer Zweipunktlagerung, wenngleich diese erfindungsgemäße oder bevorzugte Ausführungsform eine sehr hohe Präzision an die Fertigung des Hubes erfordert.

Noch ein erfindungsgemäßer oder bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hub, bei dem der äußere Umfang der Welle zur Befestigung eines Hebels lokal abgeflacht ist.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Vorzugsweise weisen beide Wellen jeweils entsprechende Abflachungen auf. Besonders bevorzugt wird an diesen Abflachungen ein Drehlager für einen Hebel montiert, dessen Drehachse parallel zur Drehachse der jeweiligen Welle verläuft. Besonders bevorzugt sind diese beiden Drehachsen beabstandet voneinander. Ein möglicher Vorteil der Abflachung besteht in der dadurch möglichen Minimierung des Abstandes der beiden Drehachsen oder auch der gezielten Realisierung eines gewünschten Abstandes, der ein Maß für die vertikale Bewegung des Oberwerkzeugs, den Oberhub, darstellt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Oberwerkzeug; d.h. das Werkzeug, das sich oberhalb der Materialbahn befindet, nicht starr mit dem Rahmen der Verpackungsmaschine verbunden, sondern genauso wie das Werkzeug in seiner vertikalen Stellung veränderbar. Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass die bei oben beschriebenen Wellen des Hubes nicht ortsfest an dem Rahmen angeordnet, sondern relativ zum Rahmen vertikal verschieblich vorgesehen sind. Dadurch kann sich die gesamte Hubkonstruktion auf- und ab-bewegen und damit auch das Oberwerkzeug.

Vorzugsweise sind die beiden Wellen jeweils mittels mindestens einem, vorzugsweise jeweils zwei parallelen Drehhebeln an dem Rahmen des Hubes gelagert. Besonders bevorzugt ist jeweils ein Ende des Drehhebels mit dem Rahmen und ein Ende des Drehhebels mit dem ersten Hebel des Kniehebels jeweils drehbar verbunden. Durch die Drehung dieses Drehhebels wird die jeweilige Welle vertikal verfahren.

Insbesondere weist jeder Drehhebel eine erste Drehachse und eine zweite Drehachse auf. In der angehobenen Endstellung der jeweiligen Welle und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform fluchten diese ersten und zweiten Drehachsen des Drehhebels mit der Drehachse der jeweiligen Welle entlang einer Lotrechten.

Vorzugsweise variiert der Durchmesser der Welle mit deren Längserstreckung.

Vorzugsweise weist der Hub mindestens eine, vorzugsweise zwei, insbesondere vier Führungsstangen auf. Der Hubtisch bewegt sich entlang dieser Führungsstangen. An einem Ende der Führungsstangen ist vorzugsweise das Oberwerkzeug vorgesehen.

Vorzugsweise trägt der Hubtisch ein Werkzeug, insbesondere das Unterwerkzeug.

Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verpackungsmaschine aufweisend mindestens einen erfindungsgemäßen oder bevorzugten oben beschriebenen Hub.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Vorzugsweise ist die Längserstreckungsrichtung der Wellen quer zur Transportrichtung einer Materialbahn angeordnet.

Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anheben und Absenken eines Unterwerkzeugs und eines Oberwerkzeugs einer Verpackungsmaschine mit einem Hub, der einen Rahmen aufweist und der ein Unterwerkzeug und ein Oberwerkzeug von einer abgesenkten in eine angehobene Stellung und umgekehrt bewegt, mit: zwei parallelen Wellen, zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel und einem zweiten Drehhebel, wobei jeder Kniehebel jeweils zwischen einer Welle und dem Hubtisch vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehfest mit einer Welle verbunden ist, zwei Kniehebeln, mit jeweils einem ersten Drehhebel und einem zweiten Drehhebel, wobei jeder Kniehebel jeweils zwischen einer Welle und dem Rahmen des Hubes vorgesehen ist, wobei jeder erste Hebel drehtest mit einer Welle verbunden ist, wobei beim Drehen der Wellen diese und der Hubtisch gegenläufig angehoben und abgesenkt werden.

Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, können mit anderen Gegenständen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden und umgekehrt.

Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anheben und Absenken eines Unterwerkzeugs und eines Oberwerkzeugs einer Verpackungsmaschine mit mindestens zwei Wellen.

Das Unterwerkzeug ist auf einem Hubtisch vorgesehen, an dem zwei Kniehebel angreifen. Die Kniehebel sind vorzugsweise an unterschiedlichen Wellen vorgesehen. Ein Hebel jedes Kniehebels ist drehfest mit jeweils einer Welle verbunden. In der Regel sind die Kniehebel miteinander synchronisiert, insbesondere zwangssynchronisiert, beispielsweise durch mindestens eine Koppelstange.

Auch das Oberwerkzeug ist direkt oder indirekt mit zwei Kniehebeln verbunden, wobei ein Hebel jedes Kniehebels drehfest mit jeweils einer Welle verbunden ist. Die Kniehebel sind vorzugsweise an unterschiedlichen Wellen vorgesehen. In der Regel sind die Kniehebel miteinander synchronisiert, insbesondere zwangssynchronisiert, beispielsweise durch mindestens eine Koppelstange.

Der mit der Welle verbundene Hebel kann für beide an einer Welle vorgesehenen Kniehebel identisch sein.

Mindestens eine der beiden Wellen ist angetrieben. Die Wellen bewegen die Kniehebel, wodurch die Bewegung des Hubtisches und eine vertikale Verschiebung der Wellen erfolgt. Die Bewegung des Oberwerkzeugs wird nicht von der Bewegung des Unterwerkzeugs abgeleitet. Vorzugsweise ist das Oberwerkzeug an den Wellen gelagert und wird durch deren vertikale Bewegung ebenfalls vertikal verlagert.

Die Welle sind nicht mittels eines Exzenters an dem Gestell der Verpackungsmaschine gelagert und/oder werden nicht von einem Exzenter vertikal bewegt. Im Folgenden werden die Erfindungen anhand der Figuren erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine.

Figur 2 - 7 zeigen den erfindungsgemäßen Hub.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine 1, in dem vorliegenden Fall ein sogenannter Thermoformer, die eine Tiefziehstation 2, eine Füllstation 7 sowie eine Siegelstation 15 aufweist. Eine Untermaterialbahn 8, hier eine Kunststofffolienbahn 8, wird von einer Vorratsrolle 10 abgezogen und taktweise entlang der erfindungsgemäßen Verpackungsmaschine hier von rechts nach links transportiert. Die Materialbahnrolle ist in der Regel auf einer Welle gelagert. Bei einem Takt wird die Untermaterialbahn 8 um einen Vorzug weitertransportiert, wobei es mehrerer Vorzüge bedarf, um eine fertige Verpackung herzustellen. Dafür weist die Verpackungsmaschine zwei Transportmittel (nicht dargestellt), in dem vorliegenden Fall jeweils zwei Endlosketten, auf, die rechts und links von der Untermaterialbahn 8 angeordnet sind. Sowohl am Anfang als auch am Ende der Verpackungsmaschine ist für jede Kette jeweils mindestens ein Zahnrad vorgesehen, um das die jeweilige Kette umgelenkt wird. Mindestens eines dieser Zahnräder ist angetrieben. Die Zahnräder im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich können miteinander, vorzugsweise durch eine starre Welle, verbunden sein. Jedes Transportmittel weist eine Vielzahl von Klemmmitteln auf, die die Untermaterialbahn 8 im Einlaufbereich 19 klemmend ergreifen und die Bewegung des Transportmittels auf die Untermaterialbahn 8 übertragen. Im Auslaufbereich der Verpackungsmaschine wird die klemmende Verbindung zwischen dem Transportmittel und der Untermaterialbahn 8 wieder gelöst. Stromabwärts von dem Einlaufbereich 19 kann ein Heizmittel vorgesehen sein, das die Materialbahn 8 erwärmt, insbesondere wenn diese stillsteht. In der Tiefziehstation 2, die hier über ein Oberwerkzeug

3 und ein Unterwerkzeug 4 verfügt, das die Form der herzustellenden Verpackungsmulde aufweist, können die Verpackungsmulden 6 in die angewärmte Materialbahn 8 geformt werden. Das Unterwerkzeug 4 ist auf einem Hubtisch 5 angeordnet, der, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert wird, vertikal verstellbar ist, was durch die anhand der Figuren 2 - 5 erläuterte Hubvorrichtung erfolgt. Vor jedem Materialbahnvorschub wird das Unterwerkzeug

4 abgesenkt und danach wieder angehoben. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die Verpackungsmulden dann in der Füllstation 7 mit dem Verpackungsgut 16 befüllt. In der sich daran anschließenden Siegelstation 15, die ebenfalls aus einem Oberwerkzeug 12 und einem vertikal verstellbaren Unterwerkzeug 11 besteht, wird eine Obermaterial 14 stoffschlüssig beispielsweise durch Siegeln an der Untermaterialbahn 8 befestigt. Auch in der Siegelstation werden das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug vor und nach jedem Materialbahntransport abgesenkt bzw. angehoben. Auch die Obermaterialbahn 14 wird von einer Materialbahnrolle, die auf einer Welle gelagert ist, abgerollt und kann in Transportmitteln geführt sein bzw. von Transportketten transportiert werden, wobei sich diese Transportmittel dann nur von der Siegelstation und ggf. stromabwärts erstrecken. Ansonsten gelten die Ausführungen, die zu den Transportmitteln der Untermaterialbahn gemacht wurden. Auch die Obermaterialbahn kann mit einem Heizmittel angewärmt und mittels eines Topform-Werkzeuges 31 tiefgezogen werden. Für das Siegeln ist als Unterwerkzeug 11 beispielweise ein heizbarer Siegelrahmen vorgesehen, der pro Verpackungsmulde eine Öffnung aufweist, in die die Verpackungsmulde beim Siegeln, d.h. bei der Aufwärtsbewegung des Untersiegelwerkzeugs, eintaucht. Zum Siegeln werden die Ober- und die Untermaterialbahn zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug 12, 11 zusammengepresst und verbinden sich unter dem Einfluss von Wärme und Druck. Nach dem Siegeln werden die Werkzeuge 11 , 12 wieder mittels des Hubes 9 vertikal auseinanderbewegt. Zwischen der jeweiligen Vorratsrolle und dem Siegelwerkzeug ist vorzugsweise ein Tänzer vorgesehen, der den intermittierenden Vorschub der Untermaterialbahn 8 und damit den intermittierenden Abzug der Obermaterialbahn 14 ausgleicht. Der Tänzer kann als Materialbahnspeicher und/oder zur Erzeugung einer bestimmten Materialbahnspannung dienen. Der Fachmann versteht, dass mehrere Obermaterialbahnen vorhanden sein können, beispielsweise bei einer mehrlagigen Packung oder einer Packung mit mehreren Obermaterialbahnlagen. Vorzugsweise ist dann im Verlauf jeder Obermaterialbahn ein Tänzer vorgesehen. Der Fachmann versteht des Weiteren, dass auch im Bereich der Untermaterial 8 ein Tänzer vorgesehen sein kann, vorzugsweise stromabwärts von deren Vorratsrolle. Im weiteren Verlauf der Verpackungsmaschine werden die fertiggestellten Verpackungen vereinzelt, was in dem vorliegenden Fall mit dem Querschneider 18 und dem Längsschneider 17 erfolgt. Der Querschneider 18 ist in dem vorliegenden Fall ebenfalls mit einer Hubeinrichtung 9 anhebbar bzw. absenkbar.

Die erfindungsgemäße Verpackungsmaschine kann auch ein sogenannter Traysealer sein, bei dem gefüllte Verpackungsmulden mit einer Deckelmaterial verschlossen werden.

Figuren 2 - 5 und 7 - 8 zeigen jeweils eine Ausführungsform desselben Hubes 9, der Teil der Formstation 2, der Siegelstation 15 und/oder der Schneidstation 17 sein kann. Dieser Hub weist einen Rahmen 31, beispielsweise zwei parallele Platten auf, der beispielsweise an dem Rahmen der Verpackungsmaschine angeordnet, beispielsweise aufgelegt, sein kann. Der Fachmann versteht, dass der Rahmen 31 aber auch Teil der Verpackungsmaschine sein kann. Erfindungsgemäß weist der Hub 9 zwei parallele Wellen 25, 35 auf, von denen eine, hier die Welle 35 mittels eines Motors, hier vorzugsweise eines Servomotors, angetrieben ist und die Welle im Wechsel um 180° im und gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die Welle 35 ist mit den Koppelstangen 33, 34 mit der Welle 25 verbunden, so dass die Drehbewegung der Welle 35 auf die Welle 25 übertragen wird. Des Weiteren ist jede Welle mit mindestens einem Kniehebel verbunden, der jeweils aus einem ersten Drehhebel 13 und einem zweiten Drehhebel 20 besteht. Der zweite Drehhebel 20 ist mit einem Ende drehbar an einem Hubtisch 5 verbunden. Das andere Ende des Drehhebels 20 ist drehbar an dem Ende eines ersten Drehhebel 13 gelagert, der wiederum drehtest mit einer Welle 25, 35 verbunden oder Teil der Welle 25, 35 ist. Durch eine Drehung, hier gegen den Uhrzeigersinn, der Welle 25, 35, wird der Kniehebel von einer gefalteten (Fig. 2) in eine gestreckte Stellung (Fig. 3) verbracht und dadurch der Hubtisch 5 angehoben. Der Hubtisch bewegt sich vorzugsweise alternierend zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt. Der Hubtisch 5 kann beispielsweise ein Form- Siegel- oder Schneidwerkzeug 4, 11 , insbesondere das sogenannte Unterwerkzeug, tragen, das sich unterhalb der Transporteben der Mate rial bahn 8, 14 befindet. In der Regel ist der Hubtisch an mindestens einer, vorzugsweise zwei, insbesondere vier Führungen gelagert, um den Hubtisch bei seiner vertikalen Bewegung zu führen.

Für den Fall, dass auch das Oberwerkzeug 3, 12, beispielsweise der Form- und/oder Siegelstation vertikal bewegt werden soll, sind die Wellen 25, 35 nicht ortsfest an dem Rahmen 31 sondern vertikal verschieblich gelagert. Dafür ist pro Welle mindestens ein, vorzugsweise zwei Drehhebel 21 vorgesehen. Das eine Ende des Drehhebels 21 ist mittels eines Drehlagers an dem Rahmen 31 belagert. Das andere Ende des Drehhebels 21 ist drehbar an der Welle, insbesondere einem Hebel, besonders bevorzugt dem ersten Hebel 13 des Kniehebels, vorgesehen. Dreht sich die Well 25, 35 wird sie angehoben bzw. abgesenkt. Die Welle 25, 35 ist mit dem Oberwerkzeug 3, 12 verbunden was dadurch ebenfalls angehoben bzw. abgesenkt wird.

Der erfindungsgemäße Hub weist vorzugsweise mindestens eine, besonders bevorzugt mehrere und ganz besonders bevorzugt alle der folgenden konstruktiven Besonderheiten auf:

Die beiden Wellen 25, 35 sind durch mindestens zwei Koppelstangen 33, 34 miteinander gekoppelt. Die Koppelstangen können U-förmig ausgebildet sein. Die Anbindung der Enden der ersten Koppelstange 33 mit den Wellen 25, 35 unterscheidet sich vorzugsweise von der Anbindung der Enden der zweiten Koppelstange 34 mit den Wellen 25, 35. Die Enden der beiden Koppelstangen 33, 34 können an einer Welle 25, 35 in unterschiedlichen Winkelstellungen und/oder mit einem unterschiedlichen radialen Abstand zur Drehachse der jeweiligen Welle 25, 35 angeordnet sein.

Der erste Drehhebel 13 des Kniehebels vollführt bei einer Bewegung zwischen zwei Totpunkten vorzugsweise eine 180°-Bewegung.

Zumindest der zweite Drehhebel 20 des Kniehebels und die beiden Koppelstangen sind drehbar an dem ersten Drehhebel 13 des Kniehebels, insbesondere an unterschiedlichen Stellen des Drehhebels 13 gelagert. Für den Fall, dass auch ein sogenannter Oberhub vollführt werden soll, ist vorzugsweise auch der dafür benötigte Drehhebel 21 an dem ersten Drehhebel 13 des Kniehebels 13, 20 gelagert.

Der zweite Drehhebel 20 des Kniehebels und/oder der Drehhebel 21 des Oberhubs sind zumindest teilweise gekrümmte Bauteile. Vorzugsweise weisen sie einen geraden und einen U-förmigen Abschnitt auf.

Mindestens an einem, vorzugsweise an beiden Totpunkten der Bewegung des Hubtisches (vgl. Figuren. 2 und 3) sind die Drehachse der Lager 26, 27 an den Enden des zweiten Drehhebels in einer Ebene, insbesondere einer lotrechten Ebene mit der Drehachse der Welle 25, 35 vorgesehen. Für den Fall dass auch ein Oberhub gewünscht ist, sind die Drehachsen der Lager 28, 29 an den Enden des Drehhebels 21 vorzugsweise in einer Ebene, insbesondere einer lotrechten Ebene mit der Drehachse der Welle 25, 35 angeordnet. Ganz besonders bevorzugt sind pro Welle in den beiden Totpunkten die Drehachsen der Lager 26 - 29 und die Drehachse der Welle 25, 25 in einer Ebene, insbesondere einer lotrechten Ebene angeordnet.

- An den beiden Totpunkten sind die Drehachse der Drehlager, mit denen die Koppelstangen 33, 34 an dem jeweiligen ersten Hebel 13, des Kniehebels gelagert sind in einer lotrechten Ebene vorgesehen.

Jede Welle 25, 35 ist in mindestens drei Drehlagern gelagert.

Der Durchmesser jeder Welle 25, 35 variiert mit deren Längserstreckung.

Figur 6 zeigt ein Detail der Anbindung eines Hebels, hier des Hebels 21 für den Oberhub an der Welle 25, 35. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Umfang der Welle lokal abgeflacht ist und an der abgeflachten Stelle ein Drehlager 24 für den Drehhebel angeordnet wird. Das Drehlager kann reversibel, beispielsweise mittels der Schraube 23 mit der Welle 25, 35 verbunden werden.

Der Darstellung gemäß Figur 6 kann auch entnommen werden, dass der Durchmesser der Welle 25, 35 mit deren Längserstreckung variieren kann.

Figur 7 zeigt eine Ausführung des Hubes mit drei parallelen Wellen.

Figur 8 zeigt eine Ausführung des Hubes mit einem außerhalb des Hubes angeordneten Antrieb 39, wobei die Anbindung der Koppelstange an die Antriebswelle 37 im Wesentlichen in der Ebene liegt, die die zwei parallelen Wellen aufspannen.

Im Folgenden wird die Funktionsweise des Hubs noch einmal erläutert. Dreht sich eine Welle, beispielsweise die Welle 25, wird der drehfest an ihr vorgesehene erste Drehhebel 13 ebenfalls gedreht. An diesem Hebel 13 sind der zweite Hebel 21 und der zweite Hebel 20 drehbar angeordnet. Die Hebel 13, 21 und 13, 20 bilden jeweils einen Kniehebel, der jeweils von einer Welle, hier der Welle 25 angetrieben wird. Der Kniehebel 13, 20 bewegt bei einer Drehung der Welle 25 den Hubtisch 5 und damit das Unterwerkzeug auf und ab. Der Kniehebel 13, 21 ist zwischen der Welle 25, 35 und dem Rahmen 31 des Hubes vorgesehen und verschiebt die Welle 25 vertikal. Der Fachmann versteht, dass die beiden Kniehebel 13, 20 und 13, 21 nicht einen gemeinsamen ersten Hebel 13 haben müssen, sondern dass jeder Kniehebel seinen eigenen ersten Hebel aufweisen kann, die dann vorzugsweise axial versetzt zueinander an der Welle 25 vorgesehen sind. Die Welle 25 ist in einer Basis 40 (gestrichelt dargestellt) drehbar gelagert, die durch die vertikale Bewegung der Welle 25 ebenfalls vertikal bewegt wird. An der Basis 40 ist das Oberwerkzeug 3, 12 gelagert und vollführt dessen Bewegung mit.

Bezugszeichenliste:

1 Verpackungsmaschine

2 Formstation, Tiefziehstation

3 Oberwerkzeug der Tiefziehstation (nicht dargestellt)

4 Unterwerkzeug der Tiefziehstation (nicht dargestellt)

5 Hubtisch, Trägerplatte, Träger eines Werkzeugs der Siegel-, Tiefziehstation und/oder der Schneideinrichtung

6 Verpackungsmulde

7 erste Füllstation

8 Materialbahn, Materialbahn, Untermaterialbahn

9 Hubeinrichtung, Hub

10 Vorratsrolle, Folienrolle

11 Unterwerkzeug der Siegelstation (nicht dargestellt)

12 Oberwerkzeug der Siegelstation (nicht dargestellt)

13 erster Drehhebel

14 Obermaterialbahn, Obermaterialbahn, Deckelmaterial

15 Siegelstation

16 Verpackungsgut

17 Längsschneider, Schneidstation

18 Querschneider, Schneidstation

19 Einlaufbereich

20 Zweiter Drehhebel

21 Drehhebel Oberhub

22 Einlegebereich, Einlegestation, Füllstation

23 Anbindungsmittel, Schraube

24 Drehlager des Drehhebels 21

25 Welle

26 Erste Drehachse des zweiten Drehhebels an dem Hubtisch 5

27 Zweite Drehachse des zweiten Drehhebels an dem ersten Drehhebel 13

28 Erste Drehachse des Drehhebels 21 an dem Hebel 13

29 Zweite Drehachse des Drehhebels 21 an dem Rahmen 31

30 Oberhub, Oberhubrahmen

31 Hubrahmen, Rahmen des Hubes Führung, Doppelführung Koppelstange, erste Koppelstange, Synchronstange Koppelstange, zweite Koppelstange, Synchronstange Antriebswelle Rahmen, Befestigungsstelle, Auflegestelle Anbindung der Koppelstange an die Antriebswelle

Zweites Ende des Drehhebels 33 Rahmen der Verpackungsmaschine, Maschinenrahmen Antrieb, Motor, Getriebemotor Basis