DE10126202A1 - Vorrichtung zum Verschweißen eines Folienschlauches - Google Patents

Vorrichtung zum Verschweißen eines Folienschlauches

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (10) zum Verschweißen eines Folienschlauches (15), mit einer an einem Backenträger (11) befestigten Siegelbacke (14), und mit einem Getriebe (1) zum Bewegen der Siegelbacke (14) oder eines Punktes (7) des Backenträgers (11) entlang einer D-förmigen Bahn (8), wobei entlang eines geraden Teilstücks (21) der D-förmigen Bahn (8) die Siegelbacke (14) in Druckkontakt mit dem Folienschlauch (15) steht, um eine Siegelnaht (17) im Folienschlauch (15) zu erzeugen, währenddessen die Siegelbacke (14) mitsamt dem Folienschlauch (15) weiterbewegt wird, wird vorgeschlagen, ein Zykloidengetriebe vorzusehen, um eine möglichst lange Siegelstrecke zu erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen eines Folienschlauches, mit einer an einem Backenträger befestigten Siegelbacke, und mit einem Getriebe zum Bewegen der Siegelbacke oder eines Punktes des Backenträgers entlang einer D- förmigen Bahn, wobei entlang eines geraden Teilstücks der D-förmigen Bahn die Siegelbacke in Druckkontakt mit dem Folienschlauch steht, um eine Siegelnaht im Folienschlauch zu erzeugen. Währenddessen wird die Siegelbacke mitsamt dem Folienschlauch weiterbewegt. Ein bogenförmiges Teilstück der D-förmigen Bahn dient einem Zurücksetzen der Siegelbacke, um diese nach der Länge eines Beutels erneut an den Folienschlauch zu setzen.
Bei einer derartigen, bekannten Vorrichtung an einer vertikalen Schlauchbeutel­ maschine sind zwei gegeneinander bewegliche Siegelbacken dazu vorgesehen, den Folienschlauch zwischen sich einzuklemmen und derart quer zu dessen Transportrichtung zu verschweißen, um das befüllte Ende des Folienschlauches mittels einer kopfseitigen und einer bodenseitigen Siegelnaht zu verschließen. Eine als Stechmesser ausgestaltete Trenneinrichtung in einer der beiden Siegelbacken wird während des Schweißvorganges ausgefahren, um den Beutel vom Folienschlauch abzutrennen. Jeweils eine Siegelbacke ist über eine Druckfeder mit einer Doppel­ kurbelanordnung verbunden. Ein Kurbelgetriebe erzeugt jeweils eine elliptische Bahn für eine Siegelbacke. Durch Stauchung der Druckfeder wird diese Bahn mit einem geraden Teilstück für den Schweißvorgang versehen, wodurch sie eine D-Form erhält. Entlang dieser geraden Teilstücke werden die gegeneinander gepressten Siegelbacken mitsamt dem zwischen ihnen eingeklemmten Folienschlauch nach unten bewegt, wobei gleichzeitig die Kopfnaht eines Beutels sowie die Bodennaht eines nachfolgenden Beutels erzeugt werden.
Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass von den insgesamt 360 Grad für einen vollständigen Siegelbackenumlauf nur ca. 90 Grad der D-förmigen Bahn für den Schweißvorgang genutzt werden können. Die restlichen 270 Grad dienen dem Zurücksetzen der Siegelbacke, was einem relativ großen Zeitbedarf entspricht, in welchem die Siegelbacke nicht zum Schweißen genutzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Winkelbereich bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art für den Schweißvorgang zu vergrößern.
Gelöst ist diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Danach weist das Getriebe zwei parallel zueinander ausgerichtete Achsen auf. Jeweils ein Kurbelarm ist um eine Achse drehbar und die beiden Kurbelarme sind parallel zueinander ausgerichtet. Jeweils ein ortsfestes, nicht drehbares Zahnrad ist pro Achse vorgesehen, wobei jeweils die Mittelachse des ortsfesten Zahnrades auf einer Achse liegt. Über jeweils ein mit einem Kurbelarm verbundenes Lager ist ein zweites Zahnrad pro Kurbelarm vorgesehen, welches um dieses Lager drehbar ist. Das drehbare Zahnrad weist den gleichen Radius und die gleiche Zähnezahl wie das ortsfeste Zahnrad auf und läuft über eine Wälzlinie um das ortsfeste Zahnrad um. Jeweils ein exzentrisches Lager ist an den beiden zweiten Zahnrädern vorgesehen, dessen Mittelpunkt zur Drehachse des Lagers einen bestimmten Abstand hat. Der Backenträger ist gelenkig mit den Lagern verbunden. Ein derartiges Getriebe enthält Merkmale eines Epi-Zykloidengetriebes.
Die vorgeschlagene Vorrichtung hat den Vorteil, dass ein größerer Winkel als 90 Grad entlang der D-förmigen Bahn für den Schweißvorgang zur Verfügung steht. Es sind ca. 150 Grad erreichbar, was eine effektivere Nutzung der Bahn bedeutet. Es steht mehr Siegelstrecke zur Verfügung. Dadurch kann die Vorrichtung mit deutlich höherer Leistung, also Anzahl verschweißter Beutel pro Minute, betrieben werden, und dies bei einem gleichartigen Antrieb. Der Winkel zum Zurücksetzen der Siegelbacke ist deutlich verkürzt. Entlang des Siegelweges kann zudem eine nahezu konstante Drehzahl beim Passieren des Siegelwinkels vorgesehen werden. Dabei ist die Geschwindigkeit der Siegelbacke nahezu konstant. Somit kann ein zuverlässiges Schweißergebnis ohne großen Regelaufwand erzielt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Ist die Siegelbacke über einen Linearschlitten mit dem Backenträger verbunden, und ist die Siegelbacke mittels einer Druckfeder gegenüber dem Backenträger abgefedert (Anspruch 2), so wird in einfacher Weise das gerade Teilstück der D-förmigen Bahn erzeugt. Gleichzeitig kann durch die Wahl der Druckfeder und deren Federweg der Siegeldruck eingestellt werden.
Die Vorrichtung kann in zuverlässiger Weise an einer vertikalen Schlauchbeutel­ maschine eingesetzt werden, wenn gemäß Anspruch 3 an dieser Maschine zwei Vorrichtungen vorgesehen sind, deren Siegelbacken von gegenüberliegenden Seiten gegen den Folienschlauch wirken, wobei in einer der Siegelbacken eine Trenneinrichtung zum Abtrennen eines Beutels vom Folienschlauch vorgesehen ist. Dadurch weisen die beiden Siegelbacken zum Querverschweißen des Folien­ schlauches die erwähnten Vorteile auf.
Ist ein Antrieb zum Antreiben eines Kurbelarms vorgesehen, welcher über ein umlaufendes, geschlossenes Zugmittel seine Drehbewegung auf eine starr mit dem Kurbelarm verbundene Rolle überträgt, und wobei die Mittelachse der Rolle der Achse entspricht, um welche sich der Kurbelarm dreht (Anspruch 4), so kann das gesamte Getriebe von diesem Antrieb angetrieben werden. Dabei kann der Antrieb aus Platzgründen relativ weit vom Getriebe entfernt angeordnet sein.
Als Antrieb eignet sich insbesondere ein Servomotor (Anspruch 5), da dieser sehr ortsgenau und zeitgenau ansteuerbar ist. Dadurch ist z. B. eine absolut konstante Geschwindigkeit der Siegelbacke bzw. -backen entlang des geraden Teilstücks der D- förmigen Bahn erreichbar. Hierbei werden keine ungewünschten Kräfte auf den mit konstanter Geschwindigkeit weitertransportierten Folienschlauch ausgeübt.
Hat der Abstand einen Wert, welcher zwischen dem 0,2 fachen und dem 0,8 fachen Wert des Radius liegt (Anspruch 6), so ist eine Stauchung der Bahn erreicht, die damit bereits einer D-förmigen Bahn entspricht. Eine weitere Stauchung und eine weitere Verlängerung des geraden Teilstücks wird durch die Beanspruchung einer Feder zur Schweißdruckerzeugung erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von ein Ausführungsbeispiel darstellender Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in einer Seitenansicht ein Getriebe zum Erzeugen einer D-förmigen Bahn für den Umlauf einer Siegelbacke, wobei ein von einem Antrieb über einen Kurbelarm angetriebenes äußeres Zahnrad um ein ortsfestes Zahnrad umläuft;
Fig. 2 in einer Seitenansicht zwei gegeneinander bewegliche Siegelbacken an einem Folienschlauch, wobei jede Siegelbacke an einem Backenträger befestigt ist, welcher jeweils mittels zweier Kurbelarme eine D-förmige Bahn hinsichtlich seines Umlaufes beschreibt, sowie
Fig. 3 in einer Seitenansicht den Gegenstand der Fig. 2, jedoch in einem Betriebszustand bei geschlossenen Siegelbacken.
Bei einer Vorrichtung 10 zum Verschweißen eines Folienschlauches 15 sind an zwei Backenträgern 11 zwei Siegelbacken 15 befestigt (Fig. 2). Jeweils ein Getriebe 1 dient zum Bewegen jeweils eines Punktes 7 des Backenträgers 11 einer D-förmigen Bahn 8 (Fig. 1). Entlang eines geraden Teilstücks 21 einer D-förmigen Bahn 8 steht jeweils die Siegelbacke 14 in Druckkontakt mit dem Folienschlauch 15 (Fig. 3), um eine Siegelnaht 17 im Folienschlauch 15 zu erzeugen, währenddessen die Siegelbacke 14 mitsamt dem Folienschlauch 15 nach unten weiterbewegt wird. Ein bogenförmiges Teilstück 22 der D-förmigen Bahn 8 liegt vor, entlang dessen die Siegelbacken 14 zurückgesetzt werden, um nach der Länge eines Beutels 16 erneut an den Folienschlauch 15 gesetzt zu werden. Jeweils ein Getriebe 1 weist zwei parallel zueinander ausgerichtete Achsen 4 auf. Jeweils ein Kurbelarm 3 ist um eine Achse 4 drehbar, und die beiden Kurbelarme 3 eines Getriebes 1 sind parallel zueinander ausgerichtet. Jeweils ein ortsfestes, nicht drehbares Zahnrad 2 ist pro Achse 4 vorgesehen, wobei jeweils die Mittelachse des ortsfesten Zahnrades 2 auf einer Achse 4 liegt. Über jeweils ein mit einem Kurbelarm 3 verbundenes Lager 19 ist ein zweites Zahnrad 6 pro Kurbelarm 3 vorgesehen (Fig. 1), welches um dieses Lager 19 drehbar ist. Das drehbare Zahnrad 6 weist den gleichen Radius r und die gleiche Zähnezahl wie das ortsfeste Zahnrad 2 auf. Über eine Wälzlinie 9 läuft das Zahnrad 6 um das ortsfeste Zahnrad 2 um. Es ist jeweils ein exzentrisches Lager 18 am zweiten Zahnrad 6 vorgesehen, dessen Mittelpunkt 7 zur Drehachse 5 des Lagers einen Abstand e hat. Der Backenträger 11 ist gelenkig mit den Lagern 18 verbunden.
Jede Siegelbacke 14 ist über einen Linearschlitten 12 mit einem Backenträger 11 verbunden, und ist mittels einer Druckfeder 13 gegenüber dem Backenträger 11 abgefedert.
Bezüglich der beiden Vorrichtungen 10, deren Siegelbacken 14 von gegenüberliegenden Seiten gegen den Folienschlauch 15 wirken, ist in einer der Siegelbacken 14 eine Trenneinrichtung 20 zum Abtrennen eines Beutels 16 vom Folienschlauch 15 vorgesehen. Als Antrieb 23 zum Antreiben eines Kurbelarms 3 ist ein Servomotor vorgesehen, welcher über ein umlaufendes, geschlossenes Zugmittel 24 seine Drehbewegung auf eine starr mit dem Kurbelarm 3 verbundene Rolle 25 überträgt. Die Mittelachse der Rolle 25 entspricht der Achse 4, um welche sich der Kurbelarm 3 dreht. Der Abstand e hat einen Wert, welcher in etwa dem 0,5 fachen Wert des Radius r entspricht.
Bezugszeichenliste
e Abstand
r Radius
1
Getriebe
2
Zahnrad, ortsfest
3
Kurbelarm
4
Achse
5
Drehachse auf Kurbelarm
6
Zahnrad, umlaufend
7
Mittelpunkt
8
D-förmige Bahn
9
Wälzlinie
10
Vorrichtung
11
Backenträger
12
Linearschlitten
13
Druckfeder
14
Siegelbacke
15
Folienschlauch
16
Beutel
17
Siegelnaht
18
exzentrisches Lager
19
Lager
20
Trenneinrichtung
21
gerades Teilstück
22
bogenförmiges Teilstück
23
Antrieb
24
Zugmittel
25
Rolle

Claims (6)

1. Vorrichtung (10) zum Verschweißen eines Folienschlauches (15), mit einer an einem Backenträger (11) befestigten Siegelbacke (14), und mit einem Getriebe (1) zum Bewegen der Siegelbacke (14) oder eines Punktes (7) des Backenträgers (11) entlang einer D-förmigen Bahn (8), wobei entlang eines geraden Teilstücks (21) der D-förmigen Bahn (8) die Siegelbacke (14) in Druckkontakt mit dem Folienschlauch (15) steht, um eine Siegelnaht (17) im Folienschlauch (15) zu erzeugen, währenddesssen die Siegelbacke (14) mitsamt dem Folienschlauch (15) weiterbewegt wird, und mit einem bogenförmigen Teilstück (22) der D- förmigen Bahn (8), entlang dessen die Siegelbacke (14) zurückgesetzt wird, um nach der Länge eines Beutels (16) erneut an den Folienschlauch (15) gesetzt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) zwei parallel zueinander ausgerichtete Achsen (4) aufweist, dass jeweils ein Kurbelarm (3) um eine Achse (4) drehbar ist, und die beiden Kurbelarme (3) parallel zueinander ausgerichtet sind, dass jeweils ein ortsfestes, nicht drehbares Zahnrad (2) pro Achse (4) vorgesehen ist, wobei jeweils die Mittelachse des ortsfesten Zahnrades (2) auf einer Achse (4) liegt, dass über jeweils ein mit einem Kurbelarm (3) verbundenes Lager (19) ein zweites Zahnrad (6) pro Kurbelarm (3) vorgesehen ist, welches um dieses Lager (19) drehbar ist, dass das drehbare Zahnrad (6) den gleichen Radius (r) und die gleiche Zähnezahl (2) aufweist und über eine Wälzlinie (9) um das ortsfeste Zahnrad (2) umläuft, dass jeweils ein exzentrisches Lager (18) am zweiten Zahnrad (6) vorgesehen ist, dessen Mittelpunkt (7) zur Drehachse (5) des Lagers (19) einen Abstand (e) hat, und dass der Backenträger (11) gelenkig mit den Lagern (18) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelbacke (14) über einen Linearschlitten (12) mit dem Backenträger (11) verbunden ist, und dass die Siegelbacke (14) mittels einer Druckfeder (13) gegenüber dem Backenträger (11) abgefedert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Vorrichtungen (10) vorgesehen sind, deren Siegelbacken (14) von gegen­ überliegenden Seiten gegen den Folienschlauch (15) wirken, wobei in einer der Siegelbacken (14) eine Trenneinrichtung (20) zum Abtrennen eines Beutels (16) vom Folienschlauch (15) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ein Antrieb (23) zum Antreiben eines Kurbelarms (3) vorgesehen ist, welcher über ein umlaufendes, geschlossenes Zugmittel (24) seine Drehbewegung auf eine starr mit dem Kurbelarm (3) verbundene Rolle (25) überträgt, und dass die Mittelachse der Rolle (25) der Achse (4) entspricht, um welche sich der Kurbelarm (3) dreht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (23) ein Servomotor ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (e) einen Wert hat, welcher zwischen dem 0,2 fachen und dem 0,8 fachen Wert des Radius (r) liegt.
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