DE102007003930B4 - Schlauchbeutelmaschine - Google Patents
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Abstract
Schlauchbeutelmaschine (1) mit einer von einer Vorratsrolle (2) abwickelbaren Folienbahn (3), einer Formschulter (4) zum Umformen der Folienbahn (3) zu einem Folienschlauch (5), einem gegen den Folienschlauch (5) wirkenden Folienabzug (6) mit einem Antrieb (43) zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn (3) und des Folienschlauches (5), einem Füllrohr (7) zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches (5), einer Längssiegeleinrichtung (8) zum Verschweißen des Folienschlauches (5) parallel zu seiner Transportrichtung (9) mittels einer Längsnaht (10), einer Quersiegeleinrichtung (11) mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch (5) quer zur Transportrichtung (9) verschweißenden Querbacken (12 , 13) zum Erzeugen von Quernähten (14), einer Trenneinrichtung (15) zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel (16) vom Folienschlauch (5), einem ersten Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11), sowie einem zweiten Antrieb (18) zum Schließen und Öffnen der Querbacken (12 , 13), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (39) über eine Verbindung (44) mit dem Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11) und wahlweise mit dem Antrieb (43) des Folienabzugs (6) verbunden ist, um diese Antriebe (17, 43) bzw. diesen Antrieb (17) derart zu betreiben , dass die Querbacken (12 , 13) während eines Umlaufs entlang einer D-förmigen Backenbahn (38) an einem geraden Abschnitt (42) der Backenbahn (38) für eine Zeitdauer von 0,01 bis 0,30 Sekunden angehalten werden.
Description
- Der Anmeidegegenstand betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort eine Schlauchbeutelmaschine zum Erzeugen und Befüllen von Schlauchbeuteln. Derartige Maschinen sind in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt.
- Aus der
DE 44 25 207 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Maschine mit einer von einer Vorratsrolle abwickelbaren Folienbahn, einer Formschulter zum Umformen der Folienbahn zu einem Folienschlauch, einem gegen den Folienschlauch wirkender Folienabzug mit einem Antrieb zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn und des Folienschlauches, einem Füllrohr zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches, einer Längssiegeleinrichtung zum Verschweißen des Folienschlauches parallel zu seiner Transportrichtung mittels einer Längsnaht, dient eine Quersiegeleinrichtung mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch quer zur Transportrichtung verschweißenden Querbacken zum Erzeugen von Quernähten und eine Trenneinrichtung zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel vom Folienschlauch. DieDE 44 25 207 A1 offenbart ferner einen ersten Antrieb zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung, sowie einen zweiten Antrieb zum Schließen und Öffnen der Querbacken. - Des weiteren ist aus der
DE 195 35 510 A1 bekannt, eine Querbacke einer Schlauchbeutelmaschine mittels eines Linearmotors, welche ein Primärteil und ein Sekundärteil aufweist, zu bewegen. - Aus der
DE 10 2004 046 972 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine mit frei programmierbarem Siegelbackenantrieb bekannt. Beschrieben wird eine D-förmige Bewegungsbahn, bei der die Schweißbacken einen geraden Abschnitt mit konstanter Geschwindigkeit durchlaufen. - Die
DE 43 15 068 A1 beschreibt ebenfalls eine Schlauchbeutelmaschine, die verschiedene Bewegungsabläufe abfahren kann. - Die
DE 695 10 900 T2 beschreibt eine Verpackungsmaschine, die eine D-förmige Bewegungsbahn abfahren kann. - Die bekannten Schlauchbeutelmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die in der Lage sind, D-förmige Backenbahnen für die Querbacken zu erreichen, haben den Nachteil, dass der gerade Abschnitt relativ lang ist. Dadurch wird die Bauhöhe dieser Verpackungsmaschinen relativ groß.
- Es liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schlauchbeutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Bauhöhe der Schlauchbeutelmaschine reduziert werden kann.
- Gelöst ist die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Danach ist eine Steuereinrichtung über eine Verbindung mit dem Antrieb zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung und wahlweise mit dem Antrieb des Folienabzugs verbunden, um diese Antriebe bzw. diesen Antrieb derart betreiben zu können, dass die Querbacken während eines Umlaufs entlang einer D-förmigen Backenbahn an einem geraden Abschnitt der Backenbahn für eine Zeitdauer von 0,01 bis 0,30 Sekunden angehalten werden.
- Die vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine hat den Vorteil, dass infolge der Stillstandszeit oder des sehr langsamen Betriebs während einer Zeitdauer von 0,01 bis 0,30 Sekunden die Querbacken nicht auf einer relativ langen Wegstrecke entlang des geraden Abschnitts ihrer Backenbahnen nach unten bewegt werden müssen. Stattdessen kann bei einem kurzzeitigen Stillstand der Querbacken, was einen kurzzeitigen diskontinuierlichen Betrieb der Quersiegeleinrichtung entspricht, eine sehr kurze Strecke für den geraden Abschnitt gewählt werden. Diese Strecke kann im Bereich einer Backenhöhe d. h. Höhe der beiden Siegelflächenbereiche (die zusammen ihre Siegelfläche ausmachen) liegen. Bevorzugt beträgt die Länge des geraden Abschnitts zwischen einer und zwei Backenhöhen.
- Eine besonders kompakte Bauweise wird erreicht, wenn entlang eines Abschnitts von bis zu drei Backenhöhen die Geschwindigkeit der Querbacken maximal 25 Prozent, bevorzugt maximal 15 Prozent der mittleren Umlaufgeschwindigkeit der Querbacken oder der mittleren Umlaufgeschwindigkeit der Querbacken pro Umlauf (diese Werte sind gleich) beträgt. Der Antrieb des Folienabzuges kann entsprechend der Geschwindigkeit der Querbacken während des Schweißvorganges weiterbewegt werden, wobei der Folienschlauch während des Zurücksetzens der Querbacken in ihre obere Schweißstellung schneller als während seiner Verschweißung bei der er auch stillstehen kann, weiterbewegt werden kann. Oder der Folienschlauch wird stets mit gleicher Geschwindigkeit nach unten bewegt, wobei es bei jedem Schweißvorgang zu einem Stauchen des unteren Endes des Folienschlauches direkt oberhalb der Querbacken kommt. In diesem Fall muss der Antrieb des Folienabzuges nicht mit der Steuereinrichtung verbunden sein.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Schlauchbeutelmaschine sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
- Ist der Antrieb des Folienabzugs gemäß Anspruch 2 für einen kontinuierlichen Weitertransport der ebenen Folienbahn und des Folienschlauches ohne Folienstillstand vorgesehen, so ist die Verpackungsleistung erhöht. Bei einem gleichförmigen Folientransport ist der technische Aufwand für diesen reduziert. Bei einem Folienstillstand (diskontinuierlicher Betrieb) oder einer sehr langsamen Mitbewegung der Folie mit den sehr langsam nach unten bewegten, geschlossenen Schweißbacken erfährt ein fallendes, zu verpackendes Produkt einen reduzierten Fallweg, was für Produkte mit ungünstigen Falleigenschaften, z. B. Kartoffelchips von Vorteil sein kann. Ein Folienstillstand kann zudem dazu genutzt werden, einen relativ hohen Schweißdruck aufzubauen. Dies ist in Abhängigkeit des eingesetzten Folienmaterials fallweise notwendig. Ein besonders großer Vorteil ist deshalb erreicht, wenn die Steuereinrichtung über eine Verbindung mit dem Antrieb des Folienabzugs verbunden ist, und die Steuereinrichtung zum Vorwählen der Betriebsdaten diskontinuierlich, kontinuierlich und kontinuierlich mit verringerter Geschwindigkeit innerhalb der Zeitdauer für den Folienabzug vorgesehen ist (Anspruch 6). Dann kann, je nach Verpackungsaufgabe und nach zur Verfügung stehender Bauhöhe eine geeignete Betriebsart ausgewählt werden.
- Ist gemäß Anspruch 3 auch der Antrieb zum Schließen und Öffnen der Querbacken über eine Verbindung mit der Steuereinrichtung verbunden, so kann nicht nur der gerade Abschnitt der Backenbahn, sondern auch die Geometrie des gekrümmten Anteils der Backenbahn verändert werden, insbesondere zum Anpassen des Zurücksetzens der Querbacken an einen geänderten geraden Abschnitt.
- Besonders schnelle Backenbewegungen werden erreicht, wenn mindestens einer der beiden Antriebe zum Bewegen der Querbacken als Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil ausgeführt ist (Anspruch 4).
- Ist die Steuereinrichtung dazu vorgesehen, während des Stillstandes der Querbacken die Leistung des Antriebs zum Öffnen und Schließen der Querbacken und damit die Einstellung des Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen der Querbacken vorzugeben (Anspruch 5), so kann derart in Abhängigkeit der Schweißzeit, der Folienart und -dicke sowie der Länge des geraden Abschnitts ein Schweißdruck eingestellt werden.
- Im folgenden wird die vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine an Hand ein Ausführungsbeispiel darstellender Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
-
1 in einer Seitenansicht und in einer vereinfachten Darstellung eine vertikale Schlauchbeutelmaschine, deren Querbacken für eine gegenläufige, umlaufende Bewegung vorgesehen sind; -
2 in einer schematischen Darstellung eine Querbacke zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Umlaufs entlang einer D-förmigen Backenbahn; -
3 in einer schematischen Darstellung die Querbacken der Schlauchbeutelmaschine in einem möglichen Bewegungsmodus; -
4 in einer schematischen Darstellung die Querbacken der Schlauchbeutelmaschine in einem Bewegungsmodus entlang einer D-förmigen Backenbahn mit einem längeren geraden Abschnitt sowie (gestrichelt dargestellt) einen kürzeren geraden Abschnitt; -
5 in einer Ansicht von oben eine Quersiegeleinrichtung zum Öffnen und Schließen (gestichelt dargestellt) der Querbacken, mit einem Kniehebelsystem, in welches ein Kopplungsmittel eingreift; -
6 in einer Ansicht von oben und in vergrößerter Darstellung einen Teil der5 , sowie -
7 in einer Seitenansicht und in vereinfachter Darstellung einen Linearmotor zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung sowie (rechts) das Kopplungsmittel, welches die Bewegung des zweiten Antriebs auf die Quersiegeleinrichtung überträgt. - Bei einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine
1 mit einer von einer Vorratsrolle2 abwickelbaren Folienbahn3 , einer Formschulter4 zum Umformen der Folienbahn3 zu einem Folienschlauch5 , einem gegen den Folienschlauch5 wirkenden Folienabzug6 mit einem Antrieb43 zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn3 und des Folienschlauches5 , dient ein Füllrohr7 zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches5 (1 ). Eine Längssiegeleinrichtung8 ist zum Verschweißen des Folienschlauches5 parallel zu seiner Transportrichtung9 mittels einer Längsnaht10 und eine Quersiegeleinrichtung11 mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch5 quer zur Transportrichtung9 verschweißenden Querbacken12 ,13 zum Erzeugen von Quernähten14 vorgesehen. Eine Trenneinrichtung15 dient zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel16 vom Folienschlauch5 . Ein erster Antrieb17 ist zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung11 und ein zweiter Antrieb18 zum Schließen und Öffnen der Querbacken12 ,13 vorgesehen. Dabei ist der erste Antrieb17 als Linearmotor mit einem Primärteil19 und einem Sekundärteil20 ausgeführt (3 ,5 ). Sein bewegbares Teil (das Sekundärteil20 ) trägt über einen Träger21 einen Rahmen36 der Quersiegeleinrichtung11 . Die beiden Antriebe17 ,18 bewirken einen gegenläufigen Umlauf der Querbacken12 ,13 . Dabei bewegt sich jede Querbacke12 ,13 entlang einer D-förmigen Backenbahn38 (2 ), um mit ihrer Siegelfläche40 entlang eines geraden Abschnitts42 am Folienschlauch5 anzuliegen und diesen zu verschweißen. Der gerade Abschnitt könnte durch eine Rückstellung einer Querbacke12 ,13 gegen die Kraft einer Feder passieren, wobei die Federspannung den Schweißdruck beschreibt, oder der gerade Abschnitt42 wird durch entsprechenden Betrieb des Antriebs18 bei die Quersiegeleinrichtung11 hebendem und senkendem Antrieb17 erreicht. - Um eine hohe Verpackungsgeschwindigkeit zu erreichen, werden die Massenträgheitsmomente reduziert, indem der zweite Antrieb
18 ortsfest ist und über ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Kopplungsmittel22 mit einem Getriebe23 der Quersiegeleinrichtung11 verbunden ist (7 ). Derart überträgt er seine Dreh- oder Schwenkbewegung auf das Getriebe23 , um damit die Relativbewegung der Querbacken12 ,13 zu bewirken. Dazu weist das Kopplungsmittel22 eine um eine Achse24 schwenkbare Welle25 auf, welche zwei parallel zur Achse24 verlaufende Koppelelemente26 aufweist. Ein mit zwei Gelenken27 ,28 eines Kniehebelsystems29 verbundenes schwenkbares Verbindungselement30 ist mit dem Träger21 verbunden (6 ). Das Kniehebelsystem29 ist über jeweils eine Strebe37 an einem der beiden Gelenke27 ,28 und jeweils ein weiteres Gelenk31 ,32 an der Strebe37 mit jeweils einem Backenträger33 ,34 einer Querbacke12 ,13 verbunden (5 ). Das Koppelelement26 ist von einem Lager35 des Verbindungselementes30 aufgenommen. Das Lager35 ist mitsamt dem Verbindungselement30 , dem Träger21 und der Quersiegeleinrichtung11 entlang des Koppelelementes26 vertikal bewegbar. - Anstatt eine Schwenkbewegung vorzusehen, könnten der Antrieb
18 und die Welle25 auch umlaufend betrieben werden, wobei die Querbacken12 ,13 mittels Federelementen gegeneinander rückstellbar sein könnten, um den geraden Abschnitt42 ihrer Backenbahnen38 und damit auch den Schweißdruck zu erzeugen. Da beim Ausführungsbeispiel der Schweißdruck vom Antrieb18 erzeugt wird, ist dieser mit einer Steuereinrichtung39 zum Ansteuern der Leistung des Antriebs18 und damit zum Einstellen eines Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen40 der Querbacken12 ,13 verbunden. Der Antrieb18 ist ein Torquemotor, der es erlaubt, über ein genau zu regelndes Drehmoment einen genauen Siegeldruck (Schweißdruck) vorzugeben. - Die Welle
25 weist zwei parallel zueinander verlaufende Stangen auf, die als gleitfähige Koppelelemente25 in den Lagern35 des Verbindungselementes30 fungieren. - Ein ortsfestes Teil des Linearmotors ist als Primärteil
19 ausgeführt, und das bewegbare Teil des Linearmotors als Sekundärteil, damit das vertikal bewegbare Teil leichter und damit schneller bewegbar ist. - Anstatt entlang einer D-förmigen Backenbahn
38 (2 ) umzulaufen, können die Querbacken12 ,13 bei ausgeschaltetem Antrieb18 rein getaktet betrieben werden (3 ) oder bei unterschiedlich hoch und runter bewegendem Antrieb18 entlang von unterschiedlichen Backenbahnen38 (4 ). - Um einen sehr kurzen Abschnitt
42 der D-förmigen Backenbahn38 (gestrichelt in4 gezeichnet) und damit eine geringe Bauhöhe für die Quersiegeleinrichtung11 zu erreichen, wird als Länge des geraden Abschnittes42 die 1,5 flache Backenhöheh vorgewählt. Diese Vorwahl erfolgt mittels einer Steuereinrichtung39 , die über eine Verbindung44 mit dem Antrieb17 zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung11 und mit dem Antrieb43 des Folienabzugs6 verbunden ist, um diese Antriebe17 ,43 derart zu betreiben, dass die Querbacken12 ,13 während eines Umlaufs entlang einer D-förmigen Backenbahn38 in einer Stellung in der Mitte des geraden Abschnitts42 angehalten wird und dort für eine Zeitdauer von 0,2 Sekunden verbleibt, um den Schweißvorgang auszuführen. Entsprechend wird der Folienabzug6 für diese Zeitdauer angehalten. Die Backenbahn38 könnte auch bezüglich ihrer Breite verändert werden, da der Antrieb18 zum Schließen und Öffnen der Querbacken12 ,13 über eine Verbindung44 mit der Steuereinrichtung39 verbunden ist, und die Querbacken12 ,13 folglich unterschiedlich weit geöffnet werden könnten. Zudem ist die Steuereinrichtung39 dazu vorgesehen, während des Stillstandes der Querbacken12 ,13 die Leistung des Antriebs18 und damit die Einstellung des Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen40 der Querbacken12 ,13 vorzugeben. Derart kann für eine relativ kurze Schweißdauer ein relativ hoher Schweißdruck eingestellt werden. -
- h
- Backenhöhe
- 1
- Schlauchbeutelmaschine
- 2
- Vorratsrolle
- 3
- Folienbahn
- 4
- Formschulter
- 5
- Folienschlauch
- 6
- Folienabzug
- 7
- Füllrohr
- 8
- Längssiegeleinrichtung
- 9
- Transportrichtung
- 10
- Längsnaht
- 11
- Quersiegeleinrichtung
- 12, 13
- Querbacke
- 14
- Quernaht
- 15
- Trenneinrichtung
- 16
- Schlauchbeutel
- 17
- erster Antrieb
- 18
- zweiter Antrieb
- 19
- Primärteil
- 20
- Sekundärteil
- 21
- Träger
- 22
- Kopplungsmittel
- 23
- Getriebe
- 24
- Achse
- 25
- Welle
- 26
- Koppelelement
- 27, 28
- Gelenk
- 29
- Kniehebelsystem
- 30
- Verbindungselement
- 31, 32
- Gelenk
- 33, 34
- Backenträger
- 35
- Lager
- 36
- Rahmen
- 37
- Strebe
- 38
- Backenbahn
- 39
- Steuereinrichtung
- 40
- Siegelfläche
- 41
- Führung
- 42
- Abschnitt, gerade
- 43
- Antrieb
- 44
- Verbindung
Claims (6)
- Schlauchbeutelmaschine (1) mit einer von einer Vorratsrolle (2) abwickelbaren Folienbahn (3), einer Formschulter (4) zum Umformen der Folienbahn (3) zu einem Folienschlauch (5), einem gegen den Folienschlauch (5) wirkenden Folienabzug (6) mit einem Antrieb (43) zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn (3) und des Folienschlauches (5), einem Füllrohr (7) zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches (5), einer Längssiegeleinrichtung (8) zum Verschweißen des Folienschlauches (5) parallel zu seiner Transportrichtung (9) mittels einer Längsnaht (10), einer Quersiegeleinrichtung (11) mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch (5) quer zur Transportrichtung (9) verschweißenden Querbacken (12 , 13) zum Erzeugen von Quernähten (14), einer Trenneinrichtung (15) zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel (16) vom Folienschlauch (5), einem ersten Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11), sowie einem zweiten Antrieb (18) zum Schließen und Öffnen der Querbacken (12 , 13), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (39) über eine Verbindung (44) mit dem Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11) und wahlweise mit dem Antrieb (43) des Folienabzugs (6) verbunden ist, um diese Antriebe (17, 43) bzw. diesen Antrieb (17) derart zu betreiben , dass die Querbacken (12 , 13) während eines Umlaufs entlang einer D-förmigen Backenbahn (38) an einem geraden Abschnitt (42) der Backenbahn (38) für eine Zeitdauer von 0,01 bis 0,30 Sekunden angehalten werden.
- Schlauchbeutelmaschine nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (43) des Folienabzugs (6) für einen kontinuierlichen, insbesondere gleichförmigen Weitertransport der ebenen Folienbahn (3) und des Folienschlauches (5) ohne Folienstillstand vorgesehen ist. - Schlauchbeutelmaschine nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass auch der Antrieb (18) zum Schließen und Öffnen der Querbacken (12, 13) über eine Verbindung (44) mit der Steuereinrichtung (39) verbunden ist. - Schlauchbeutelmaschine nach
Anspruch 1 ,Anspruch 2 oderAnspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Antriebe (17, 18) zum Bewegen der Querbacken (12, 13) als Linearmotor mit einem Primärteil (19) und einem Sekundärteil (20) ausgeführt ist. - Schlauchbeutelmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (39) dazu vorgesehen ist, während des Stillstandes der Querbacken (12, 13) die Leistung des Antriebs (18) und damit die Einstellung des Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen (40) der Querbacken (12, 13) vorzugeben. - Schlauchbeutelmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (39) über eine Verbindung (44) mit dem Antrieb (43) des Folienabzugs (6) verbunden ist, und dass die Steuereinrichtung (39) zum Vorwählen der Betriebsarten diskontinuierlich, kontinuierlich und kontinuierlich mit verringerter Geschwindigkeit innerhalb der Zeitdauer für den Folienabzug (6) vorgesehen ist.
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2007
- 2007-01-26 DE DE102007003930.3A patent/DE102007003930B4/de active Active
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