DE19720252A1 - Hydropneumatischer Druckübersetzer als Stanzenantrieb in Verpackungsmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Druck­ übersetzer, bei dem der Speicherkolben, der Kraftverstärkerkolben und der Arbeitskolben in einer Ebene liegen und zumindest teilwei­ se nebeneinander angeordnet sind.

Der Verpackung von Gütern unterschiedlichster Art kommt in der heutigen Zeit eine immer größere Bedeutung zu. Lebensmittel zum Beispiel werden zur Haltbarmachung immer öfter in gasdichten Fo­ lien verpackt. Bei der Verpackung von solchen oder anderen Gütern werden an die Verpackungsmaschinen zunehmend höhere Anfor­ derungen bezüglich der Qualität der Verpackung, der Verpackungs­ geschwindigkeit, aber auch bezüglich der Bauhöhe, speziell an die Höhe des Förderbands der Verpackungsmaschine, gestellt. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß die Verpackungsmaschine aus mög­ lichst kompakten Aggregaten zusammengesetzt ist.

Eines der Aggregate, das insbesondere die Höhe der Anordnung des Förderbandes bestimmt, ist das sogenannte Stanzaggregat bestehend aus der Stanze selbst und dem dazugehörigen hydropneumatischen Druckübersetzer als Stanzenantrieb. Mit der Stanze werden die als fortlaufendes Band fertiggestellten Verpackungen in die jeweiligen Einheiten vereinzelt.

Die EP 0 579 037 zeigt einen für den Stand der Technik typischen hydropneumatischen Druckübersetzer. Der Druckübersetzer besteht aus einem Speicherkolben, einem Druckerhöhungskolben und einem Arbeitskolben. Der Durchmesser und die Länge der Kolben bemessen sich nach der benötigten Druckkraft bzw. dem gewünschten Hubweg. Die Kolben sind in einem Gehäuse übereinander entlang der Gehäu­ selängsachse angeordnet. Durch diese Anordnung der drei Kolben ist die Bauhöhe dieses Druckübersetzers - bei dem für den Einsatz in Folienverpackungsmaschinen benötigten Hubweg bzw. bei der gewünschten Druckkraft - jedoch so groß, daß es in in horizontal laufenden Folienverpackungsmaschine mit einer konventionellen För­ derbandhöhe nicht eingesetzt werden kann.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe einen pneumatischen Drucküber­ setzer zur Verfügung zu stellen, der bei einem vorgegebenen Hubweg bzw. bei einer vorgegebenen Druckkraft die oben genannten Nachtei­ le nicht aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines hydropneumatischen Druckübersetzers:

• - mit einem Speicherkolben und mit einem Speicherraum, aus dem während des Eilgangs durch ein entsperrbares Rückschlagventil unter Speicherdruck Hydrauliköl in den Kraftverstärkerraum und in den Arbeitsraum strömt und beim Rückhub aus diesen durch das entsperrte Rückschlagventil in den Speicherraum zurückströmt,
• - mit einem pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Kraftver­ stärkerkolben, der nach dem Eilgang des Speicherkolbens in den Kraftverstärkerraum taucht und den Arbeitsdruck erzeugt und
• - mit einem für seinen Arbeitshub betätigbaren Arbeitskolben, der durch die Kolbenstange nach außen führbar ist, gelöst, wobei die drei Kolben in einer Ebene liegen und zumindest teil­ weise nebeneinander angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Speicher- und der Kraftverstärkerkolben bezogen auf ihre Längsachse übereinander und diese beiden Kolben neben dem Arbeitskolben angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Speicher­ kolben, der Kraftverstärkerkolben und der Arbeitskolben in einer Ebene jeweils nebeneinander angeordnet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Arbeitskol­ ben in der Mitte zwischen dem Speicher- und dem Kraftverstärker­ kolben angeordnet, wobei es erfindungsgemäß unerheblich ist, an welcher Seite des Kraftverstärkerkolbens sich der Speicher- bzw. der Kraftverstärkerkolben befinden.

Das Rückschlagventil, das sich bevorzugt am Auslaß des Speicher­ kolbens befindet, wird vorteilhafterweise als Patronenventil aus­ gebildet.

Es hat sich herausgestellt, daß sich der erfindungsgemäße hydro­ pneumatische Druckübersetzer besonders gut als Antrieb für eine Stanze eignet. Es wird deshalb auch das Stanzaggregat an sich mit dem hydropneumatischen Druckübersetzer als Antrieb beansprucht.

Besonders gut eignet sich der hydropneumatische Druckübersetzer für den Antrieb der Stanze an einer horizontal laufenden Folien­ verpackungsmaschine.

Der erfindungsgemäße hydropneumatische Druckübersetzer hat den Vorteil, daß er eine um wenigstens 10%, vorzugsweise 15-30% redu­ zierte Bauhöhe bei gleichbleibendem Hubweg und unveränderter Druckkraft aufweist und damit in horizontal laufenden Folienver­ packungsmaschinen mit einer konventionellen Förderbandhöhe einge­ setzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 erläutert.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten hydropneumatischen Drucküberset­ zer sind drei Zylinder (1, 2, 3) in einer Ebene nebeneinander an­ geordnet und zwischen zwei Gehäusebauteilen (4, 5) fest einge­ spannt. In dem Zylinder (1) ist der Speicherkolben (6) axial ver­ schiebbar und radial dichtend angeordnet und begrenzt somit einen mit Hydrauliköl gefüllten Speicherraum (7). Wie auf der Draufsicht der Fig. 1 erkenntlich, ist der Speicherraum über eine Bohrung (8) via eines Sacklochs (9) mit einem sich im Gehäusebauteil (5) befindlichen Kanal (10) verbunden. In das Sackloch (9) ist ein nicht dargestelltes, entriegelbares Rückschlagventil, ein soge­ nanntes Patronenventil, eingeschraubt. Der Kanal (10) ist wiederum mit dem sich unter dem Kraftverstärkerkolben (11) befindlichen Kraftverstärkerraum (12) und dem sich unter dem Arbeitskolben (13) befindlichen Arbeitsraum (14) hydraulisch verbunden. Sowohl der Kraftverstärkerkolben (11) als auch der Arbeitskolben (13) sind in den Zylindern (2) bzw. (3) axial verschieblich und radial dichtend angeordnet. An dem Arbeitskolben (13) ist eine Kolbenstange (15) montiert, die durch das Gehäusebauteil (4) nach außen geführt wird.

Vor einem Arbeitsgang befinden sich der Kraftverstärkerkolben (11) und der Speicherkolben (6) jeweils am oberen Ende des entsprechen­ den Zylinders (1, 3) während der Arbeitskolben (13) sich am unte­ ren Ende des Zylinders (2) befindet. Über eine Luftleitung (16) wird der Speicherkolben (6) nach unten gedrückt und Hydrauliköl strömt durch das entriegelbare Rückschlagventil (nicht dargestellt) in den Kanal (10) und von dort in den Kraftverstärkerraum (12). Gleichzeitig strömt das Öl in den Arbeitsraum (14) und schiebt den Arbeitskolben (13) nach oben. Diesen Vorgang bezeichnet man als den sogenannten Eilgang. Sobald die Kolbenstange (15) auf Wider­ stand stößt (Ende des Eilgangs) erhöht sich der Druck in dem Sy­ stem. Ab einem bestimmten Systemdruck verriegelt dann das Rück­ schlagventil und der Kraftverstärkerkolben (11) wird über Leitung (17) mit Luftdruck beaufschlagt. Durch diesen Druck wird der Kraftverstärkerkolben (11) nach unten gedrückt und verdrängt das sich in dem Kraftverstärkerraum (12) und in der Ölwanne (18) be­ findliche Hydrauliköl, wodurch sich der Druck in dem System und damit auch der Druck unter dem Arbeitskolben auf das sogenannte Arbeitsniveau erhöht und dadurch z. B. die Folie gestanzt wird. Der Arbeitsgang wird durch den Rückhub abgeschlossen, in dem die Leitungen (16, 17) vom Druck entlastet, der Arbeitskolben (13) über die Leitung (19) mit Druck belastet und gleichzeitig das Rückschlagventil entriegelt wird. Durch den Druck wird der Ar­ beitskolben (13) nach unten geschoben und das in die Ölwanne (18) und den Kraftverstärkerraum (12) bzw. Speicherraum (7) zurückströ­ mende Hydrauliköl schiebt die jeweiligen Kolben (11, 6) wieder nach oben, so daß der nächste Arbeitsgang beginnen kann.

Claims (7)

1. Hydropneumatischer Druckübersetzer:

• - mit einem Speicherkolben (6) und mit einem Speicherraum (7), aus dem während des Eilgangs durch ein entsperrbares Rückschlagventil unter Speicherdruck Hydrauliköl in den Kraftverstärkerraum (12) und in den Arbeitsraum (14) strömt und beim Rückhub aus diesen durch das entsperrte Rück­ schlagventil in den Speicherraum (7) zurückströmt,
• - mit einem pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Kraft­ verstärkerkolben (11), der nach dem Eilgang des Speicher­ kolbens in den Kraftverstärkerraum (12) taucht und den Ar­ beitsdruck erzeugt und
• - mit einem für seinen Arbeitshub betätigbaren Arbeitskolben (13), der durch die Kolbenstange (15) nach außen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Kolben (6, 11, 13) in einer Ebene liegen und zumindest teilweise nebeneinander angeordnet sind.

2. Hydropneumatischer Druckübersetzer gemäß Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß Speicherkolben (6) und der Kraftverstärkerkolben (11) bezogen auf ihre Längsachse übereinander und die beiden Kolben (6, 11) neben dem Ar­ beitskolben (13) angeordnet sind.

3. Hydropneumatischer Druckübersetzer gemäß Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß Speicherkolben (6), der Kraft­ verstärkerkolben (11) und der Arbeitskolben (13) in einer Ebene jeweils nebeneinander angeordnet sind.

4. Hydropneumatischer Druckübersetzer gemäß den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das entriegelbare Rück­ schlagventil ein Patronenventil ist.

5. Stanzaggregat bestehend aus einer Stanze und einem Stan­ zenantrieb, mit dem hydropneumatischen Druckübersetzer gemäß den Absprüchen 1-4 als Stanzenantrieb.

6. Stanzaggregat gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in Folienverpackungsmaschinen einsetzbar ist.

7. Stanzaggregat gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienverpackungsmaschine horizontal läuft.