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Die Erfindung betrifft eine Schlauchbeutelformungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn, für Formungs-, Füll- und Siegelmaschinen, mit stufenlos verstellbarem Austrittsquerschnitt.
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Gattungsgemäße Formungseinrichtungen zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn sind in großer Vielfalt bekannt. Diese Formungseinrichtungen werden in Verpackungsmaschinen, die auch als Schlauchbeutelmaschinen oder Formungs-, Füll- und Siegelmaschinen bezeichnet werden, zur Umformung einer ebenen, flexiblen Materialbahn zu einem Schlauch verwendet. Je nach der Laufrichtung der Materialbahn bei der Umformung unterscheidet man vertikale und horizontale Schlauchbeutelmaschinen.
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Vertikale Schlauchbeutelmaschinen werden bevorzugt zur Verpackung von Schüttgut in Schlauchbeuteln eingesetzt, wogegen horizontale Schlauchbeutelmaschinen insbesondere bei der Verpackung von Stückgut Anwendung finden. Die Umformung der Materialbahn vom ebenen in den schlauchförmigen Zustand vollzieht sich innerhalb der Schlauchbeutelmaschine an einer Formungseinrichtung. Einige Formungseinrichtungen weisen ein Schulterteil auf, an dem der ebene Querschnitt der Materialbahn zunächst gekrümmt wird, und einen Prismateil, an dem der gekrümmte Querschnitt zu einem geschlossenen Schlauchquerschnitt umgeformt wird. Dieser Typ von Formungseinrichtungen wird Formschulter genannt.
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Neben der knitterfreien Umformung, d.h. der Führung der Materialbahn so, dass Falten und Risse im Material verhindert werden, hat sich als ein Hauptproblem derartiger Formschultern herausgestellt, dass für jeden herzustellenden Schlauchquerschnitt eine eigene Formschulter benötigt wird.
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Neben den hohen Kosten, die mit dem Vorhalten mehrerer Formschultern für ein und dieselbe Schlauchbeutelmaschine verbunden ist, ist an dieser Lösung nachteilig, dass bei einem Formatwechsel längere Stillstandszeiten unumgänglich sind, um die Formschulter auszutauschen, Umlenkwalzen für die Materialbahn neu auszurichten usw.
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Daher ist bereits versucht worden, Formungseinrichtungen für Schlauchbeutelmaschinen anzugeben, die in einer Art und Weise verstellbar sind, dass auf relativ einfache Weise eine Anpassung an wechselnde Schlauchquerschnitte vorgenommen werden kann, ohne die Formungseinrichtung im Ganzen austauschen zu müssen.
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DE 10 2005 016 703 A1 beschreibt eine insbesondere für vertikale Schlauchbeutelmaschinen geeignete Formschulter zur Umformung einer ebenen Folienbahn zu einem Folienschlauch mit einem aus mindestens einem Schulterteil gebildeten ersten Umformbereich zur Bildung einer gewölbten Folienbahn aus einer ebenen Folienbahn und einem aus mindestens einem Prismateil gebildeten zweiten Umformbereich zur Bildung eines Folienschlauchs aus einer gewölbten Folienbahn, wobei der erste Umformbereich und der zweite Umformbereich entlang einer räumlichen Umformkante aneinander grenzen, bei der wenigstens ein Umformkantenabschnitt der räumlichen Umformkante durch mindestens zwei Umlenkelemente gebildet ist, wobei mindestens ein Umlenkelement relativ zu einem anderen Umlenkelement und entlang des durch die Umlenkelemente gebildeten Umformkantenabschnitts verschiebbar angeordnet ist. Die Umlenkelemente sind im Querschnitt keilförmig ausgebildet und die Flanken benachbarter Umlenkelemente weisen komplementär ausgebildete Führungselemente auf, so dass die Umlenkelemente teleskopartig zur Verlängerung des Umformkantenabschnitts auseinandergezogen und zur Verkürzung des Umformkantenabschnitts zusammengeschoben werden können.
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In
DE 10 2006 013 858 A1 wurde die in
1 dargestellte, verstellbare Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn für eine horizontale Schlauchbeutelmaschine vorgeschlagen, die einen Schulterteil mit einer Bahneinlaufgeraden zur Umformung der Materialbahn vom ebenen in einen gewölbten Zustand und einen sich stromabwärts an den Schulterteil anschließenden Prismateil mit einem Bahnauslaufquerschnitt zur Umformung der Materialbahn vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand aufweist, wobei Schulterteil und Prismateil an einer Umformkante zusammenstoßen, sowie einen im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts angeordneten Nahtformer zur Bildung einer Längsnaht. Die Formungseinrichtung umfasst eine horizontale Grundplatte, auf der zwei Formungselemente angeordnet sind. Die Formungselemente weisen jeweils in einem Eckbereich des auszubildenden Schlauchquerschnitts einen gekrümmten Umformkantenabschnitt auf. Gerade, d.h. nicht gekrümmte Umformkantenabschnitte sind nur virtuell, d.h. nicht physisch, sondern nur der Wirkung nach, als gedachte, gerade Verbindungen zwischen den gekrümmten Umformkantenabschnitten vorhanden, da die Packstoffbahn, die die Formungseinrichtung durchläuft, in Bereichen gerader Umformkantenabschnitte bei Wahl einer geeigneten Bahnspannung keine physische Abstützung benötigt. Die Formungselemente sind an der Grundplatte in Langlöchern verschiebbar angeordnet und an beliebigen Positionen festlegbar. Die Langlöcher verlaufen jeweils unter einem spitzen Winkel zur Transportrichtung der Packstücke, die in einer Einschubrichtung in den gerade gebildeten Schlauchquerschnitt eingeschoben werden. Durch diese V-förmige Anordnung der beiden Langlöcher ändert sich der horizontale Abstand der beiden Formungselemente zueinander, wenn sie entlang der Langlöcher verschoben werden, wie aus den beiden Darstellungen ersichtlich ist. Durch diese horizontale Abstandsänderung der Formungselemente ändert sich die (horizontal gemessene) Breite des hergestellten Schlauchquerschnitts, während dessen (vertikal gemessene) Höhe (oder Tiefe) gleich bleibt. Der Nachteil dieser Formungseinrichtung besteht darin, dass damit zwar die Breite des erzeugten Schlauches, nicht aber dessen Tiefe, d.h. seine Abmessung senkrecht zur Breite, verändert werden kann.
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Die Erfindung geht von einer horizontalen Schlauchbeutelformungseinrichtung aus, wie sie in
DE 10 2006 013 858 A1 beschrieben wurde und hier in
1 in verschiedenen Ansichten dargestellt ist, nämlich einer Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn,
- - mit einem ersten Umformbereich, in welchem die Materialbahn von einer Bahneinlaufgeraden bis zu einer Umformkante geführt und dabei vom ebenen in einen gewölbten Zustand umgeformt wird,
- - einem sich stromabwärts an den ersten Umformbereich anschließenden zweiten Umformbereich, in welchem die Materialbahn von der Umformkante bis zu einem Bahnauslaufquerschnitt geführt und dabei vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand umgeformt wird, die Folgendes umfasst:
- - ein Grundgestell,
- - zwei auf dem Grundgestell nebeneinander angeordnete, schräg zur Transportrichtung der Materialbahn beweglich gelagerte Formungselemente mit je einem Umformkantensegment, und
- - einem im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts angeordneten Nahtformer zur Bildung einer Längsnaht.
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Der Nahtformer kann beispielsweise zwei parallele Führungselemente umfassen, die sich von dem Grundgestellt weg erstrecken, oder in die Platte des Grundgestells als sogenannter Kniepunkt integriert sein. Im letzteren Fall wird für den Nahtformer kein eigenständiges Teil benötigt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine bekannte Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn mit nebeneinander angeordneten Formungselementen so weiterzuentwickeln, dass sie die Herstellung unterschiedlich breiter und unterschiedlich tiefer Schlauchquerschnitte auf einfache und kostengünstige Art ermöglicht.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Formungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorgeschlagen wird bei einer Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn des in 1 dargestellten Typs, dass
- - die Formungselemente jeweils ein erstes Teilelement und ein zweites Teilelement umfassen, wobei
- - das zweite Teilelement in einer Minimalstellung an das erste Teilelement stößt und
- - das zweite Teilelement in der Richtung des Umformkantensegments unter Bildung einer mit zunehmendem Abstand von dem ersten Teilelement wachsenden Lücke in der Umformkante bis zu einer Maximalstellung verstellbar ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorgeschlagenen Formungseinrichtung ist vorgesehen, dass das zweite Teilelement im gesamten Bereich von der Minimalstellung bis zur Maximalstellung an jeder beliebigen Position arretierbar ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Schlauchquerschnitt auch in der zweiten Raumrichtung stufenlos zu verstellen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen Formungseinrichtung ist vorgesehen, dass an den beiden Teilelementen des Formungselements ein Überbrückungselement so angeordnet ist, dass es den Abstand zwischen dem ersten Teilelement und dem zweiten Teilelement überbrückt und die Lücke in der Umformkante schließt.
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Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das Überbrückungselement einen flexiblen, beispielsweise halbsteifen prismatischen Stab umfasst. Das Überbrückungselement kann vorteilhaft beispielsweise aus Edelstahl oder aus einem Kunststoff bestehen.
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Das Überbrückungselement bildet somit im Bereich der Lücke zwischen den beiden Teilelementen eine flexible Fortsetzung der ansonsten unterbrochenen Umformkante. Das flexible Material des Überbrückungselements kann an einem ersten Teilelement fest und an dem zweiten Teilelement gleitend angeordnet sein, so dass es in dem zweiten Teilelement verschwindet, wenn es nicht benötigt wird, und beim Auseinanderbewegen der Teilelemente kontinuierlich nachrückt, so dass die Lücke der Umformkante stets geschlossen bleibt. Anschließend kann das Überbrückungselement an dem zweiten Teilelement arretiert werden.
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Um einen teil- oder vollautomatischen Betrieb der Formungseinrichtung und insbesondere eine reproduzierbar exakte Einstellung auf ein Packgut anderer Größe zu ermöglichen kann die Formungseinrichtung außerdem eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der ersten Teilelemente oder/und zum Verstellen der zweiten Teilelemente aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung jeweils nur auf eines der ersten Teilelemente oder/und der zweiten Teilelemente wirkt und die Formungseinrichtung darüber hinaus eine Synchronisierungseinrichtung zur Synchronisation der Bewegungen der ersten Teilelemente oder/und zur Synchronisation der zweiten Teilelemente aufweist, die eine auf ein erstes oder zweites Teilelement wirkende Verstellung auf das andere erste bzw. zweite Teilelement überträgt, so dass beide erste Teilelemente bzw. beide zweite Teilelemente gleichmäßig verstellt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungsfiguren näher erläutert. Darin zeigen
- 2A und 2B verschiedene Ansichten einer Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut geringer Breite und geringer Höhe,
- 3A und 3B verschiedene Ansichten einer Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut geringer Breite und großer Höhe,
- 4A und 4B verschiedene Ansichten einer Formungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Einstellung für Packgut großer Breite und großer Höhe.
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Ein plattenförmiges Grundgestell 2 bildet die Basis der Vorrichtung, auf der Packstücke 4 in einer Transportrichtung bewegt werden, während eine Materialbahn 1 durch Formungselemente 3 aus einem ebenen Zustand in einen schlauchförmigen Zustand überführt wird, der die Packstücke 4 umschließt. Das Grundgestell 2 weist Schlitze 21 auf, die dazu dienen, die seitlichen Ränder der Materialbahn mit fortschreitender Umformung unter das Grundgestell 2 zu bringen, wo diese seitlichen Ränder durch einen an der Unterseite des Grundgestells 2 angeordneten Nahtformer 22 übereinander gelegt werden, so dass sich eine Flossennaht ausbildet, die sodann (durch eine hier nicht gezeigte Schweißeinrichtung) verschweißt werden kann, womit die Bildung eines Verpackungsschlauchs abgeschlossen ist.
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Die Formungselemente sind in ähnlicher Weise wie bei bekannten Vorrichtungen symmetrisch zueinander ausgebildet und mittels je eines Verstellführungselements 33, das in einer (hier nicht dargestellten) schlitzförmigen Verstellbahn des Grundgestells 2 schräg zur Transportrichtung der Packstücke 4 und der Materialbahn 1 verschiebbar und an jeder beliebigen Position arretierbar ist, wobei die Verstellbahnen V-förmig verlaufen und der Nahtformer 22 im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen angeordnet ist.
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Die beiden Formungselemente 3 tragen jeweils ein Umformkantensegment, d.h. die Umformkante 12 ist nicht einstückig ausgebildet. Durch die hier vorgeschlagene nochmalige Unterteilung der Formungselemente 3 in je ein erstes Teilelement 31 und ein zweites Teilelement 32, das von dem ersten Teilelement 31 getragen wird, sind auch die Umformkantensegmente 12 nochmals geteilt, d.h. jedes der beiden Formungselemente 3 enthält zwei Teilsegmente der Umformkante 12.
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Die V-förmige Verstellbarkeit der beiden Formungselemente 3 relativ zum Grundgestell 2 ermöglicht es, wie bei bekannten Vorrichtungen, die Breite des Bahnauslaufquerschnitts 13 zu variieren.
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Darüber hinaus ermöglicht es die vorgeschlagene Vorrichtung aufgrund der weiteren Unterteilung der Formungselemente 3 in ein erstes Teilelement 31 und ein zweites Teilelement 32, die Höhe des Bahnauslaufquerschnitts 13 zu variieren.
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Das zweite Teilelement 32 ist im Ausführungsbeispiel an dem ersten Teilelement 31 durch einen Teleskopstab 34 gehalten, der eine stufenlose Verstellung des zweiten Teilelements ermöglicht, und zwar zwischen einer Minimalstellung, in der das zweite Teilelement 32 das erste Teilelement 31 berührt, so dass die beiden Teilsegmente der Umformkante 12 aneinanderstoßen, und einer Maximalstellung, in der zwischen den beiden Teilsegmenten der Umformkante 12 eine Lücke ist.
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Wird das zweite Teilelement 32 aus der Minimalstellung wegbewegt, so entsteht eine größer werdende Lücke zwischen dem ersten Teilelement 31 und dem zweiten Teilelement 32 und damit auch zwischen den beiden Teilsegmenten der Umformkante 12. Diese Lücke wird jedoch geschlossen durch das Überbrückungselement 35, das im Ausführungsbeispiel ein flexibler Edelstahldraht ist, der am zweiten Teilelement 32 befestigt ist und mit der Bewegung des zweiten Teilelements 32 weg vom ersten Teilelement 31 aus einer Führung gezogen wird, die das erste Teilelement 31 für das Überbrückungselement 35 aufweist und in der das Überbrückungselement an jeder beliebigen Stelle mittels eines Arretierungselements 36, das im Ausführungsbeispiel durch eine Schraube realisiert ist, festgelegt werden.
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In den 2A und 2B ist die Vorrichtung gezeigt in einer Einstellung, bei der die beiden Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander den kleinstmöglichen Abstand haben. Dadurch hat der Bahnauslaufquerschnitt 13 die kleinstmögliche Breite. Außerdem befinden sich die zweiten Teilelemente 32 in ihrer jeweiligen Minimalstellung, d.h. sie berühren das jeweilige erste Teilelement 31, wodurch der Bahnauslaufquerschnitt 13 die kleinstmögliche Höhe hat.
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In den 3A und 3B ist die Vorrichtung gezeigt in einer mittleren Einstellung, bei der die beiden Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander einen mittleren Abstand haben. Dadurch hat der Bahnauslaufquerschnitt 13 eine mittlere Breite. Außerdem befinden sich die zweiten Teilelemente 32 in ihrer jeweiligen Maximalstellung, wodurch der Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Höhe hat.
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In den 4A und 4B ist die Vorrichtung gezeigt in einer Einstellung, bei der die beiden Formungselemente 3 so eingestellt sind, dass sie zueinander den größtmöglichen Abstand haben. Dadurch hat der Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Breite. Die zweiten Teilelemente 32 befinden sich wie in 3A und 3B in ihrer jeweiligen Maximalstellung, wodurch der Bahnauslaufquerschnitt 13 die größtmögliche Höhe hat.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Materialbahn
- 11
- Bahneinlaufgerade
- 12
- Umformkante
- 13
- Bahnauslaufquerschnitt
- 2
- Grundgestell
- 21
- Schlitz
- 22
- Nahtformer
- 23
- Seitenführung
- 3
- Formungselement
- 31
- erstes Teilelement
- 32
- zweites Teilelement
- 33
- Verstellführungselement
- 34
- Teleskopstab
- 35
- Überbrückungselement
- 36
- Arretierungselement
- 4
- Packstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005016703 A1 [0007]
- DE 102006013858 A1 [0008, 0009]
