Die vorliegende Erfindung betrifft Verpackungsmaschinen und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zum Zuführen von durch entsprechende

Formungssäulen geformten Hülsen.

Bei bestimmten Verpackungsmaschinen, wie etwa vertikalen Form-, Füll- und Verschließmaschinen, werden im Wesentlichen alle Vorgänge an einem Beutel oder einer anderen Verpackung auf derselben Säule durchgeführt, auf der die Verpackung ursprünglich hergesteiit wurde. Bei anderen Maschinen ist es erforderlich, eine teilweise geformte Verpackung, wie etwa eine teilweise oder vollständig offene Hülse, für weitere Vorgänge mechanisch auf einen anderen Behandlungsmechanismus zu überführen. Ein Beispiel einer solchen Maschine offenbart die US 62/517, 116. Obwohl zu dem genannten Zweck verschiedene Vorrichtungen entwickelt wurden, besteht weiterer Bedarf an Verbesserungen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte

Hülsenzuführvorrichtung sowie ein dazugehöriges Verfahren und eine

Verpackungsmaschine bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Hülsenzuführvorrichtung bereit, umfassend einen Kern, eine Hülsenschieberanordnung, einen Hülsentreiber und einen Aktuator. Der Kern erstreckt sich entlang einer Vorschubachse in

entgegengesetzten ersten und zweiten Richtungen zwischen einem ersten und einem zweiten Kernende und hat eine Außenfläche, die sich um die

Vorschubachse herum erstreckt, und einen hohlen Innenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Kernende. Ein erster Schlitz ist in der Außenfläche definiert, der sich in der ersten und zweiten Richtung erstreckt und mit dem hohlen Innenraum in Verbindung steht.

Die Hülsenschieberanordnung ist in dem hohlen Innenraum angeordnet und darin entlang der Vorschubachse in der ersten und der zweiten Richtung bewegbar. Die Hülsenschieberanordnung enthält einen ersten Arm, an dessen distalem Ende ein erster Finger zurückziehbar angebracht ist, wobei der erste Finger bezüglich des ersten Arms so angeordnet und vorgespannt ist, dass der erste Finger in

Abwesenheit einer der Vorspannung entgegenwirkenden Kraft durch den ersten Schlitz über die Außenfläche hinausragt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der erste Finger durch den ersten Schlitz über die Außenfläche hinausragt, sofern keine äußere Kraft auf den ersten Finger einwirkt, welche diesen entgegen seiner Vorspannung oder Vorspannkraft in Richtung des hohlen Innenraumes des Kerns drückt.

Der Hülsentreiber ist benachbart zu dem Kern angeordnet und ist betreibbar, um eine Hülse entlang der Außenfläche des Kerns in die erste Richtung zu drängen. Der Aktuator ist mit der Hülsenschieberanordnung verbunden und betreibbar, um die Hülsenschieberanordnung in die erste und die zweite Richtung zu bewegen.

Der erste Finger ist dabei derart eingerichtet und derart mit dem ersten Arm beweglich verbunden, dass bei Bewegung der Hülsenschieberanordnung in die zweite Richtung, der erste Finger der Hülsenschieberanordnung sich mit auftretender bzw. beginnender Berührung, nämlich mit in Kontakt gelangen, einer Vorderkante der in die erste Richtung angetriebenen Hülse, in den ersten Schlitz zurückzieht und erst wieder durch den ersten Schlitz herausragt, sobald der erste Finger bei anhaltender Bewegung der Hülsenschieberanordnung in der zweiten Richtung frei von der Hülse ist. Gleichzeitig ist der erste Finger dabei derart eingerichtet und derart mit dem ersten Arm beweglich verbunden, dass bei anschließender Bewegung der Hülsenschieberanordnung in die erste Richtung der erste Finger in Eingriff mit der Hülse gelangt und die Hülse in die erste

Richtung schiebt.

Bei gegenläufiger Bewegung der Hülse und der Hülsenschieberanordnung, nämlich bei Bewegung der Hülse in der ersten Richtung und Bewegung der Hülsenschieberanordnung in der zweiten Richtung, bewegen sich zunächst die Vorderkante der Hülse und der erste, aus dem ersten Schlitz herausragende erste Finger aufeinander zu. Der erste Finger zieht sich dann - und zwar bedingt durch das In-Kontakt-Kommen mit der sich in erster Richtung bewegenden Hülse - in den ersten Schlitz zurück und wird somit in eine Rückzugsstellung gebracht, in der der Finger innen an der Hülse vorbeigleiten kann. Der Finger wird durch eine auf den Finger wirkende Kraft, nämlich einer der Vorspannung entgegenwirkende Kraft, in diese Rückzugsstellung gezwungen, wobei diese Kraft durch den Kontakt der sich in der ersten Richtung bewegenden Hülse erzeugt wird.

Sobald der Finger bei anhaltender, gegenläufiger Bewegung der Hülse und der Hülsenschieberanordnung oberhalb der Hülse wieder frei von dieser wird, springt er wieder aufgrund der Vorspannung in die ausgestreckte bzw. vorragende Position. Bei Bewegung der Hülsenschieberanordnung in der ersten Richtung kann sich der Finger bei In-Kontakt-Kommen mit der Hinterkante der Hülse nicht zurückziehen, er befindet sich hier in einer Sperrposition.

Anders ausgedrückt weist der Finger einen oberen, in Richtung des ersten

Kernendes orientierten Kontaktbereich und einen unteren, in Richtung des zweiten Kernendes orientierten Kontaktbereich auf. Bei Bewegung der

Hülsenschieberanordnung in die erste Richtung, also in Richtung des zweiten Kernendes, gelangt der erste Finger mit seinem unteren Kontaktbereich in Eingriff mit der Hülse und schiebt die Hülse in die erste Richtung, da er sich in

Sperrposition befindet. Bei Bewegung der Hülsenschieberanordnung in die zweite Richtung, also in Richtung des ersten Kernendes, gelangt der erste Finger mit seinem oberen Kontaktbereich in Kontakt mit der Hülse, zieht sich bedingt durch das In-Kontakt-Kommen mit der Hülse in den ersten Schlitz zurück und wird somit in eine Rückzugsstellung gebracht, in der der Finger innen an der Hülse

vorbeigleiten kann.

In anderen Worten zieht sich der erste Finger der Hülsenschieberanordnung in den ersten Schlitz zurück, wenn der Aktuator die Hülsenschieberanordnung in die zweite Richtung bewegt, sobald der erste Finger mit einer in der ersten Richtung angetriebenen Hülse in Kontakt gelangt. Sobald der erste Finger der sich in der zweiten Richtung bewegenden Hülsenschieberanordnung frei von der Hülse ist, ragt der erste Finger wieder durch den ersten Schlitz, und wenn der Aktuator anschließend die Hülsenschieberanordnung in die erste Richtung bewegt, nimmt der erste Finger die Hülse in Eingriff und schiebt sie in die erste Richtung.

Bevorzugt umfasst der Kern eine Vielzahl von Seiten, die durch eine Vielzahl von Kanten getrennt sind, die sich zwischen dem ersten Kernende und dem zweiten Kernende erstrecken, wobei der erste Schlitz in einer der Kanten definiert ist. Besonders bevorzugt nimmt die Konkavität jeder der Vielzahl von Seiten zwischen den Kanten in Richtung des zweiten Kernendes zu, und komplementäre konvexe Hülsenführungen wirken mit den Seiten zusammen, um die Hülse in

Übereinstimmung mit der Konkavität der Vielzahl von Seiten zu zwingen.

Bevorzugt sind mehrere Schlitze in dem Kern definiert und die

Hülsenschieberanordnung umfasst an den distalen Enden der jeweiligen Arme mehrere zurückziehbare Finger, die durch die Schlitze hindurch vorragen.

Besonders bevorzugt ist jeder Finger am distalen Ende seines Arms schwenkbar angebracht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator mit der Hülsenschieberanordnung durch eine Antriebswelle verbunden, die sich in den hohlen Innenraum entlang der Vorschubachse erstreckt. Besonders bevorzugt ist die Hülsenschieberanordnung mit der Antriebswelle durch ein selbstzentrierendes Lager verbunden, das eine Bewegung der Hülsenschieberanordnung bezüglich der Antriebswelle in der ersten und der zweiten Richtung erlaubt.

Bevorzugt umfasst der Hülsentreiber eine oder mehrere Rollen, die benachbart zu der Außenfläche des Kerns angeordnet sind. Besonders bevorzugt steht eine Steuerung in Signalkommunikation mit dem Aktuator und dem Hülsentreiber.

Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem eine Hülsenformungsmaschine, bei der die Hülsenzuführvorrichtung am Ende einer Formungssäule angeordnet ist.

Die Formungssäule ist ausgelegt um eine kontinuierliche Hülse zu formen, die entlang dem ersten Kernende der Hülsenzuführvorrichtung in der ersten Richtung verläuft. Der Hülsentreiber nimmt nach dem Schneiden an einer

Hülsenschneideanordnung die einzelnen Hülsen in Eingriff. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zum Zuführen einer Hülse zu einer Formungssäule, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen einer Hülse in einer ersten Richtung entlang einer Außenfläche eines Kerns, der sich entlang einer Vorschubachse erstreckt, Bewegen einer Hülsenschieberanordnung an der Hülse vorbei in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung in einem hohlen Innenraum des Kerns, wobei sich ein Finger am distalen Ende eines Arms der Hülsenschieberanordnung beim Eingriff mit der Hülse in einen Schlitz in der Außenfläche zurückzieht, und Bewegen der

Hülsenschieberanordnung in die erste Richtung sobald der Finger frei von der Hülse in der zweiten Richtung ist und aus dem Schlitz herausragt, um die Hülse mit dem Finger in Eingriff zu bringen und die Hülse weiter in die erste Richtung vorzuschieben.

Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vor dem

Hintergrund der Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen besser verständlich.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Hülsenformungsmaschine

einschließlich einer Hülsenzuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht der Hülsenzuführvorrichtung von Figur 1 ;

Figur 3 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht der

Hülsenzuführvorrichtung von Figur 1 ;

Figur 4 ist eine Ansicht der Hülsenzuführvorrichtung von Figur 1 von unten;

Figur 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Figur 1 , wobei sich eine Hülsenschieberanordnung in einer ersten Position befindet;

Figur 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Figur 1 , wobei sich die Hülsenschieberanordnung von der ersten Position in eine zweite Position bewegt;

Figur 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von Figur 1 , wobei sich die Hülsenschieberanordnung in der zweiten Position befindet.

Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, umfasst eine Hülsenformungsmaschine 10 eine Formungssäule 12, die sich entlang einer Vorschubachse 14 erstreckt. Eine Lage Verpackungsmaterial wird an einem ersten Säulenende 16 zu der Formungssäule geführt und um die Forumungsäule 12 in eine kontinuierliche Hülse geformt, die in einer ersten Richtung (entlang der Vorschubachse 14) zu einem zweiten

Säulenende 20 verläuft. In der Nähe des zweiten Säulenendes 20 arbeitet eine Hülsenschneideanordnung 22, um einzelne Hülsen aus der durchgehenden Hülse zu schneiden.

Eine Hülsenzuführvorrichtung 30 führt jede einzelne von der Formungssäule 12 aufgenommene Hülse einem Schlitten 32 oder einer anderen Vorrichtung zur Behandlung während nachfolgender Verpackungsvorgänge zu. Zur

Verdeutlichung der Darstellung ist nur ein Schlitten 32 gezeigt. Eine Schiene oder ein anderer Mechanismus zum Tragen und Bewegen der Schlitten 32 ist nicht dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass typischerweise eine Reihe von Schlitten nacheinander an der Hülsenformungsmaschine 10 vorbeifährt, um die einzelnen Hülsen von der Hülsenzuführvorrichtung 30 aufzunehmen. Es versteht sich ferner, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Arten von Schlitten und zugehörigen Schienen und Antrieben verwendet werden kann.

Die Figuren 2 und 3 zeigen, dass die Hülsenzuführvorrichtung 30 einen Kern 34, eine Hülsenschieberanordnung 36, einen Hülsentreiber 40 und einen Aktuator 42 umfasst. Der Hülsentreiber 40 nimmt jede Hülse in Eingriff, die von der

Schneideanordnung geschnitten wurde, und zwingt sie entlang des Kerns 34 in die erste Richtung. Wie nachstehend noch im Detail erläutert wird, betätigt der Aktuator 42 die Hülsenschieberanordnung 36, um jede Hülse weiter

vorzuschieben und sie einem Warteschlitten 32 zuzuführen. Der Kern 34 erstreckt sich entlang der Vorschubachse 14 zwischen dem ersten 44 und dem zweiten Kernende 46, wobei sich eine Außenfläche 50 des Kerns um die Vorschubachse 14 erstreckt. Innerhalb des Kerns 34 befindet sich ein hohler Innenraum 52 (siehe Figur 5), in welchem die Hülsenschieberanordnung 36 durch den Aktuator 42 in die erste Richtung und eine entgegengesetzte zweite Richtung bewegbar ist. In der Außenfläche 50 erstreckt sich eine Vielzahl von Schlitzen 54 in die erste und die zweite Richtung, wobei die Schlitze 54 mit dem hohlen

Innenraum 52 in Verbindung stehen.

Im Wesentlichen entspricht die Form des Kerns 34, insbesondere am ersten Kernende 44, wo der Kern 34 auf die Formungssäule 12 trifft, der Form der Säule 12. Vorteilhafterweise weist der Kern 34 eine Außenfläche 50 mit vier Seiten 56 auf, die durch vier Kanten voneinander getrennt sind. Jeder der Schlitze 54 ist in jeweils einer der Kanten definiert.

In der dargestellten Ausführungsform nimmt die Konkavität jeder der Seiten 56 zwischen ihren benachbarten Kanten in Richtung des zweiten Kernendes 46 zu, was zu einer„kleeblattförmigen“ Außenfläche 50 am zweiten Kernende 46 führt (siehe Figur 4). Die Hülsenführungen 62 sind außerhalb jeder der Vielzahl von Seiten 56 positioniert, wobei eine zunehmende Konvexität in Richtung des zweiten Kernendes 46 der Konkavität der Seiten 56 entspricht. Hülsen, die entlang der Außenfläche 50 des Kerns 34 bewegt werden, werden entsprechend in

Übereinstimmung mit der Konkavität der Seiten 56 und letztendlich der

„Kleeblattform“ gezwungen, was das Zuführen in den Schlitten 32 erleichtert.

Jede der Seiten 56 ist vorteilhafterweise als separates Wandelement 64 ausgebildet, wobei der hohle Innenraum 52 zwischen den Wandelementen 64 definiert ist und die Schlitze 54 durch Spalte zwischen benachbarten

Wandelementen 64 an den Kanten gebildet sind. Um durchgehende Schlitze 54 zu ermöglichen, sind die Wandelemente 64 in der Nähe des ersten Kernendes 44 mit einer Kappe 66 und in der Nähe des zweiten Kernendes 46 mit einer Endplatte 70 verbunden. Die Außenabmessungen der Kappe 66 verringern sich an der Umfangsstufe 72, um den oberen Abschnitt der Kappe 66 an das zweite

Säulenende 20 der Formungssäule 12 anzupassen, wobei ein glatter Übergang von der Formungssäule 12 zur Hülsenzuführvorrichtung 30 gewährleistet wird.

Eine Umfangsaussparung 74, die in der ersten Richtung beabstandet ist, nimmt die Enden der Klingen der Schneideanordnung 22 auf.

Die Hülsenschieberanordnung 36 enthält eine Vielzahl von Armen 76, die sich von einer zentralen Nabe 80 radial nach außen erstrecken. Ein Finger 82 ist am distalen, der zentralen Nabe 80 abgewandten Ende jedes Arms 76 zurückziehbar angebracht. Jeder Finger 82 ist bezüglich seines Arms 76 vorgespannt, um sich durch einen entsprechenden Schlitz 54 an der Außenfläche 50 vorbei zu erstrecken, ohne dass eine äußere Kraft auf den Finger aus der ersten Richtung einwirkt, was dann passiert, wenn jeder Finger 82 auf eine Hülse trifft, wie nachstehend erläutert wird.

Vorteilhafterweise ist jeder Finger 82 schwenkbar an seinem jeweiligen Arm 76 angebracht und in eine vorragende Position vorgespannt (d.h. in die zweite Richtung vorgespannt), aber in eine zurückgezogene Position zur ersten Richtung hin schwenkbar. Wo der Finger 82 auf eine Hülse trifft kann eine mit einem Radius versehene Eingriffsfläche gebildet werden.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Hülsentreiber 40 selektiv antreibbare Rollen 86, die benachbart zu der Außenfläche 50 des Kerns 34 positioniert und betreibbar sind, um die darüber verlaufende Hülse in Eingriff zu nehmen. Sobald jede Hülse von der Schneideanordnung 22 aus der

durchgehenden Hülse herausgeschnitten ist, werden die Rollen 86 gedreht, um die Hülse weiter entlang des Kerns 34 in der ersten Richtung anzutreiben, wodurch ein anschließender Eingriff der Hülsenschieberanordnung 26 ermöglicht wird.

Der Aktuator 42 enthält vorzugsweise einen linearen Aktuator 90, der mit der Nabe 80 der Hülsenschieberanordnung 36 durch eine Antriebswelle 92 verbunden ist, die sich entlang der Vorschubachse 14 erstreckt. Wo die Welle 92 innerhalb der Formungssäule 12 verläuft, befindet sich die Welle 92 vorzugsweise innerhalb eines Rohrs 94. Die Welle 92 ist mit der Hülsenschieberanordnung 36 über ein selbstzentrierendes Lager verbunden. Das Lager ermöglicht eine begrenzte axiale Bewegung der Hülsenschieberanordnung 36 relativ zur Antriebswelle 92 in der ersten und der zweiten Richtung.

Eine Steuerung 96, wie etwa eine programmierbare Logiksteuerung oder eine andere mikroprozessorbasierte programmierbare Vorrichtung, steuert die

Vorgänge des Hülsentreibers 40 und des Aktuators 42. Analoge

Steuermechanismen können ebenfalls verwendet werden. Die Steuerung 96 oder eine andere Steuerung kann auch andere Komponenten der Formungssäule 12 und andere Teile des Verpackungsprozesses unter Verwendung der

Formungssäule 12 und der Hülsenzuführvorrichtung 30 steuern.

Anhand der Figuren 5 und 6 wird nachfolgend der Betrieb der

Hülsenzuführvorrichtung mehr im Detail erläutert. Im Betrieb, wie der Figur 5 entnommen werden kann, ist die Hülsenschieberanordnung 36 in dem hohlen Innenraum 52 des Kerns 34 komplett bis zum zweiten Kernende 46 ausgefahren, nachdem sie dort eine Hülse 100A entlanggeführt und dem Schlitten 32A zugeführt hat, und zwar durch Ineingriffnahme der Finger 82 mit der Hinterkante bzw. nachlaufenden Kante der Hülse 100A. Die Hülse 100A wurde zuvor von der Schneideanordnung 22 aus der durchgehenden Hülse 102 geschnitten.

Figur 6 zeigt die Situation, nachdem mehr von der durchgehenden Hülse 102 auf den Kern 34 vorgeschoben und eine weitere Hülse 100B daraus geschnitten wurde. Die Hülsenschieberanordnung 36 wird in der zweiten Richtung in Richtung des ersten Kernendes 44 bewegt. Beim Berühren der Vorderkante oder vorauseilenden Kante der Hülse 100B ziehen sich die Finger 82 in die Schlitze 54 zurück, wodurch sich die Hülsenschieberanordnung 36 innerhalb der Hülse 100B in der zweiten Richtung bewegen kann.

Der Hülsentreiber 40 nimmt die Hülse 100B in Eingriff und bewegt sie weit genug in die erste Richtung, so dass die Finger 82 die Hinterkante der Hülse 100B freigeben und wieder aus den Schlitzen 54 herausragen. Mit den herausragenden Fingern 82, wird die Hülsenschieberanordnung 36 wieder in die erste Richtung vorgeschoben (wie in Figur 5), wobei die Hülse 100B entlang des Kerns 34 in die „Kleeblattform“ gedrückt und die geformte Hülse 100B in den Schlitten 32B eingeführt wird. Der vorstehende Vorgang wird so oft wiederholt, wie dies während des Betriebs der Formungssäule 12 und der zugehörigen Verpackungsmaschinenkomponenten erforderlich ist. Es versteht sich, dass, während die obigen Aktionen separat beschrieben werden, Aktionen gleichzeitig ausgeführt werden können, wo dies logisch möglich ist. Beispielsweise kann das Vorschieben der kontinuierlichen Hülse, das Schneiden der einzelnen Hülse und das weitere Vorschieben der einzelnen Hülse im Verlauf der Bewegung der Hülsenschieberanordnung in der ersten Richtung mit der vorhergehenden Hülse und/oder in der zweiten Richtung bei Rückkehr zum ersten Kernende 44 durchgeführt werden.