DE1179854B

DE1179854B - Vorrichtung zum Abziehen und Querversiegeln eines auf einer Schlauchbeutelherstellungs-maschine geformten und portionweise gefuellten Schlauches aus siegel- oder schweissfaehigem Material

Info

Publication number: DE1179854B
Application number: DEH46372A
Authority: DE
Inventors: Johannes P Camp
Original assignee: Hamac Hansella AG
Current assignee: Hamac Hansella AG
Priority date: 1962-07-14
Filing date: 1962-07-14
Publication date: 1964-10-15
Also published as: GB1011359A

Description

Vorrichtung zum Abziehen und Querversiegeln eines auf einer.Siauchbeutelherstellungsmaschine geformten und portionsweise gefüllten Schlauches aus siegel- oder schweißfähigem Material Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen und Querversiegeln eines auf einer Schlauchbeutelherstellungsmaschine geformten und portion weise gefüllten Schlauches aus siegel- oder schweißfähigem Material bei der die am Schlauch gegenüberliegenden Siegelbacken in zwei Stufen gegenander bewegbar sind, wobei die Backen in der ersten Stufe bis auf einen Abstand genähert werden, der größer ist als die doppelte Schlauchwandstärke, während in der zweiten Stufe das Zusammenpressen der Backen zur Querschlußverbindung und zum Trennen des Beutels erfolgt.
Schlauchbeutelherstellungsmaschinen, bei denen ein um ein Formrohr herum gebildeter Packmaterialschlauch von unterhalb des Formrohres motorisch auf und ab bewegten Abzugs- und Quersiegelbacken in Verpackungsrichtung abgezogen und gleichzeitig mit einer oberen Quernaht für den durch das Formrohr hindurch gefüllten Beutel und mit einer unteren Quernaht für den nachfolgenden Beutel versehen werden, sind bekannt. Die Abzugs- und Quersiegelbacken bewegen sich bei diesen bekannten Maschine nen beiderseits des Packmaterialschlauches senkrecht zu dessen Längsachse auf und ab und schließen sich in ihrer oberen Totpunktlage, wobei sie den Packmaterialschlauch zwischen sich einklemmen und ihn bei ihrer Abwärtsbewegung nach unten abziehen.
Am Ende ihrer Abwärtsbewegung öffnen sich die Abzugs- und Quersiegelbacken, um in geöffneter Stellung entgegen der Förderrichtung des Packmatertalschlauches in ihre obere Totpunktlage zurückzukehren.
Das Schließen und Gegeneinanderpressen der in Gehäusen auf einer motorisch heb- und senkbaren Hubvorrichtung angeordneten Abzieh- und Quersiegbacken erfolgt bei diesen bekannten Maschinen auf mechanischem Wege, wozu ein relativ großer Aufwand an bewegten Teilen erforderlich ist. Das hat zwangläufig zur Folge, daß in der Maschine bei jedem Arbeitsrhythmus eine relativ große Masse be schleunigt und wieder abgebremst werden muß. Die Arbeitsgeschwindigkeit und damit die Arbeitsleistung solcher Maschinen ist daher begrenzt. Infolge der Vielzahl der bewegten Teile ist die bekannte Maschine störanfällig, und außerdem führt die relativ große bewegte Masse zu ungewöhnlichen Verschleißerscheinungen. Wenn die Maschine einwandfrei arbeiten soll, so muß zwischen den Abzieh- und Quersiegelbacken ein erheblicher Druck erzeugt werden.
Dies führt bei den bekannten, mit mechanischen Mitteln geschlossenen, gegeneinandergepreßten Abzieh- und Quersiegelbacken zu einer außerordentlich hohen Belastung der die Schließung bewirkenden Rollen, Hebel und Lager. Der Verschleiß ist in diesen Teilen daher sehr hoch und Bruch nicht selten.
Neben den oben beschriebenen mechanisch bewegten Abzieh- und QuersiegeIlzackiEn sind auch pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Sclllleß-und Abzugswerkzeuge bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß ihre konstanten Schließzeiten unabhängig von den anderen Maschinenbewegungszeiten sind, so daß, wenn die Maschinen auf höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten eingestellt werden sollen, die Schließ anfangszeiten der Schließwerkzeuge verstellt werden müssen, wozu erfahrenes Personal erforderlich ist. Dieser Nachteil tritt bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht auf, zumal die Steuerung der Druckmittelzufuhr zur Zylinderanordnung durch automatisch arbeitende elektrische Schalter erfolgt.
Es ist zwar auch bekannt, die Schließung der Abzieh- und Quersiegelwerkzeuge durch druckmittelbeaufschlagte Zylinder in zwei Stufen durchzuführen.
Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch einmal den oben beschriebenen Nachteil pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Schließ- und Abzugswerkzeuge und sind zum andem dadurch nachteilig, daß die zur Durchführung der Schließbewegung der Schließ- und Abzugswerkzeuge zumindest erforderlichen drei Zylinder, welche die Aufundabbewegung der Schließ- und Abzugswerkzeuge mitmachen müssen, eine relativ große Masse ergeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abziehen und Querversiegeln eines auf einer Schlauchbeutelherstellungsmaschine geformten und portionsweise gefüllteü Schlauches aus siegel- oder schweißfähigem Material anzugeben, bei der die aufgezeigten Nachteile vermieden werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung soll bei äußerst einfacher und übersichtlicher Bauweise möglichts wenig bewegte Masse aufweisen und zugleich hohe Arbeitsgeschwindigkeiten und damit die Arbeitsleistungen gewährleisten. Die aus dem Preßdruck der Backen gegeneinander resultierenden Reaktionskräfte sollen auf kürzestem Wege ausgeglichen werden, ohne daß der gesamte Mechanismus durch sie belastet wird. Der offnungs- und Schließrhythmus der Abzieh- und Quersiegelbacken soll sowohl durch vom Triebwerk der Maschine gesteuerten Nocken als auch in bekannter Weise durch Fotozellen steuerbar sein, welche auf Markierungen auf der Packmaterialbahn ansprechen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Quersiegelbacken in Gehäusen auf einer motorisch heb- und senkbaren Hubsäule angeordnet und mittels Kniehebeln und einer Betätigungsstange in die erste Annäherungsstufe bewegbar sind und daß zum Aneinanderpressen der Backen in der zweiten Stufe mindestens eine der Backen mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben verbunden ist, für dessen Betätigung ein im Maschinentakt betätigte elektrische Steuerung vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Schließung der Abzieh- und Schließwerkzeuge in einer ersten Stufe mechanisch und in der zweiten Stufe druckmittelbeaufschlagt erfolgt, ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Reaktionskraft, welche beim Aufeinanderpressen der beiden Siegelbacken entsteht, innerhalb der Kniehebelanordnung aufgehoben werden kann, so daß keine weiteren Maschinenteile durch diese Kraft belastet werden. Dazu sind zwei Hebel der Kniehebelanordnung so angeordnet, daß ihre Längsachsen im geschlossenen Zustand der Backen zusammenfallen.
Wenn bei den bekannten Schlauchbeutelverpakkungsmaschinen die Zufuhr des zu verpackenden Materials aus irgendeinem Grunde ausfällt, so stellen diese Maschinen ungefüllte Beutel her. Dabei entsteht nicht nur Packmaterial- und Zeitverlust. Diese Maschinen sind nämlich zumeist mit einem Zählwerk ausgerüstet, das die fertigen Packungen zählt und eventuell in bestimmter Anzahl in die Versandkartons einfüllt. Da diese Zählwerke auch ungefüllte Beutel registrieren, entsteht natürlich ein erhebliches Durcheinander, wenn durch ein Versagen der Materialzufuhr die Beutel ohne Füllung bleiben.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist auch eine einfache Möglichkeit geschaffen, ein Verschließen und Abziehen ungefüllter Beutel zu verhindern.
Die die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft ergänzende Lösung dieser Aufgabe besteht aus einem unterhalb des Formrohres den Schlauch abtastenden Fühler, welcher einen in den Stromkreis eines elektrisch gesteuerten Ventils, das die Beaufschlagung des die zweite Stufe der Schließbewegung bewirkenden Zylinders steuert, geschalteten elektrischen Unterbrecher geöffnet, wenn der Packmaterialschlauch ohne Füllung geblieben ist.
Dadurch, daß sämtliche beschriebenen Teile der Vorrichtung gemäß der Erfindung einem älteren Vorschlag entsprechend auf einer Hubsäule befestigt sind, die durch geignete motorische Mittel, wie etwa einen Hubzylinder, auf und ab bewegt wird, wird die Gesamtvorrichtung äußerst einfach.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den Ansprüchen am Schluß der folgenden Beschreibung ersichtlich, in der an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erläutert wird.
F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch im Querschnitt mit voll geöffneten Quersiegelbacken; F i g. 2 stellt einen Querschnitt gemäß F i g. 1, jedoch mit durch die Kniehebelanordnung zusammengeführten Quersiegelbacken vor der Beaufschlagung der Zylinderanordnung mit dem Druckmittel, dar; F i g. 3 ist ein Querschnitt gemäß F i g. 2, in welchem die Abtastvorrichtung und die elektrische Schaltung für die Betätigung des Druckmittelventils der Zylinderanordnung dargestellt ist; F i g. 4 stellt einen der F i g. 3 ähnlichen Querschnitt dar, jedoch sind hier die Quersiegelbacken ganz geschlossen und der Fühler durch eine Beutelfüllung in ausgerückte Stellung gebracht; F i g. 5 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Quersiegelbacke nach der Linie A-A in F i g. 1.
Die in den Zeichnungen schematisch dargestellte Vorrichtung stellt den erfindungswesentlichen Teil einer Verpackungsmaschine der oben beschriebenen Art dar. Oberhalb der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen befinden sich in der Gesarntmaschine das Formrohr, um welches herum das Packmaterial zu einem Schlauch geformt wird, sowie die Dosiervorrichtung, welche das zu verpackende Material in dosierten Mengen durch das Formrohr hindurch in den Schlauch füllt. Der Rahmen derVerpackungsmaschine ist um der besseren tJbersichtlichkeit willen weggelassen. Ebenso sind die unterhalb der in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung angeordneten Antriebsmittel für die auf und ab gehende Hubsäule weggelassen.
Auf der motorisch auf und ab bewegten Hubsäule 1 sind zwei Lagerköpfe 2 befestigt. Die beiden Lagerköpfe befinden sich in der Bildebene hintereinander, so daß nur einer der Lagerköpfe 2 dargestellt ist. Eine Zugstange 3 ist an den Lagerköpfen 2 relativ zu diesen auf und ab beweglich geführt. Die Zugstange 3 ist an ihrem oberen Ende mit einem Kopf 4 versehen, an dem Kniehebelstäbe 5 und 5' drehbar befestigt sind. Die Kniehebelstäbe 5 und 5' sind mit ihrem anderen Ende gelenkig an Hebeln 6, 7 bzw. 6', 7' befestigt. Die einstückigen Hebel 6, 7 bzw. 6', 7' sind um Schwenkachsen 24 bzw. 24' drehbar an den Lagerköpfen 2 angebracht. Die Kniehebelstäbe 5 und 5' sowie die jeweils einstückigen Stäbe 6 und 7 bzw. 6' und 7' bilden in ihrer Gesamtheit eine Kniehebelanordnung. Die Stäbe 7 bzw. 7' sind mit ihren freien Enden jeweils an den Siegelbackengehäusen 8 bzw. 9 gelenkig befestigt. An den Lagerköpfen 2 sind außerdem Lenkstäbel0 bzw. 10' schwenkbar angebracht, die mit ihrem anderen Ende im Abstand von den Befestigungsstellen der Stäbe 7 bzw. 7' gelenkig an den Siegelbackengehäusen 8 bzw. 9 befestigt sind. Die Lenkstäbe 10 bzw. 10' sorgen im Zusammenwirken mit den Stäben 7 bzw. 7' dafür, daß die beiden Siegelbackengehäuse 8 und 9 in waagerechter Stellung bleiben. Im Siegelbackengehäuse 9 ist die eine Siegelbacke 11 starr befestigt. Das Schneidmesser 12 ist horizontal verschiebbar in der Siegelbacke 11 gelagert und wird pneumatisch oder hydraulsich durch den Kolben eines Zylinders 13 betätigt. Im linken Siegelbackengehäuse 8 ist die andere Siegelbacke 14 horizontal verschiebbar gelagert. Eine Kolbenstange eines im Zylinder 15 angeordneten Kolbens 16, der mittels einer Rollmembran 18 gegen den Zylinderraum abgedichtet ist, drückt mit ihrem freien Ende auf die Rückseite der Siegelbacke 14. Wird der Kolben 16 durch ein elektrisch betätigtes Ventil 17 mit einem Druckmedium beaufschlagt, so bewegt sich der Kolben 16 in Bildebene gesehen nach rechts und schiebt dabei die Siegelbacke 14 aus dem Siegelbackengehäuse8 heraus. Wird der Zylinder 16 vom Druckmedium entlastet, so ziehen Rückhohlfedem 19 (Fig. 5) die Siegelbacke 14 zurück in das Siegelbackengehäuse 8.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung bei Verarbeitung von unbedrucktem Packmaterial und ohne Leerbeutelsperre ist wie folgt: Es wird ausgegangen von derjenigen Stellung der Vorrichtung, die in F i g. 1 dargestellt ist, wobei sich die Abzugs- und Quersiegelbacken in ihrer oberen Totpunktlage in voll geöffneter Stellung befinden.
Der mit einer Quernaht versehene Packmaterialschlauch enthält in diesem Zustand eine Füllung, die sich etwa in Höhe der Lagerköpfe 2 befindet (vgl.
Fig.4). Die Zugstange 3 wird nun nach unten gezogen, bis die Längsachsen der Kniehebelstäbe 5 und 5' zusammenfallen. Bei dieser Bewegung wurden die Siegelbacken 11 und 14 mit ihren Gehäusen 8 und 9 so weit aufeinander zu bewegt, daß zwischen den Siegelbacken nur noch ein Spalt von 2 bis 5 mm verbleibt. Die Betätigung der Zugstange 3 zur Durch führung der beschriebenen Bewegung erfolgt automatisch mit der Aufundabbewegung der Hubsäule 1, so daß die Öffnungs- und Schließbewegungen der Siegelbacken bei jeder Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine automatisch in Einklang mit dem Auf und Ab der Hubsäule 1 sind.
Wenn die Siegelbacken den oberen Totpunkt erreicht haben, wird das Magnetventil 17 durch einen elektrischen Impuls betätigt. Infolgedessen strömt das Druckmedium in den Zylinder 16 ein und treibt den Kolben 15 in der Bildebene gesehen nach rechts.
Dabei wird die Siegelbacke 14 aus dem Siegelbackengehäuse 8 heraus und gegen die Siegelbacke 11 gedrückt. Der Hubweg des Kolbens 15 und der Siegelbacke 14 beträgt, wie oben beschrieben wurde, nur 2 bis 5 mm, so daß die für die hydraulische oder pneumatische Schließung der Siegelbacken erforderliche Zeit selbst bei höchsten Arbeitsgeschwindigkeiten der Verpackungsmaschine vernachlässigbar kurz ist. Die Größe des Preßdruckes der Siegelbacken gegeneinander kann durch Einstellung der Druckhöhe des Druckmediums im Zylinder 16 reguliert werden. Die Reaktionskraft aus dem Preßdruck der Siegelbacken gegeneinander gleicht sich in den KniehebelstäbenS und 5' gegenseitig aus. Der die Betätigung der Zugstange 3 bewirkende Antriebsmechanismus ebenso wie der die Aufundabbewegung der Hubsäule 1 bewirkende Antriebsmechanismus wird also durch den Preßdruck der Siegelbacke nicht belastet.
Nach der beschriebenen vollständigen Schließung der Siegelbacken beginnt die Hubsäulel ihre Abwärtsbewegung, wobei die Siegelbacken mit nach unten wandern und den zwischen ihnen eingepreßten Packmaterialschlauch nach unten abziehen.
Zugleich stellen die Siegelbacken eine obere Quer- naht für den gefüllten fertigen Beutel und eine untere Quernaht für den nachfolgenden Beutel her. Das vom Zylinder 13 betätigte Messer 12 schiebt sich nach links und durchschneidet die Schlauchfolie zwischen beiden Nähten. Bei der Verarbeitung unbedruckter Beutel wird das Ventil 17 bei Erreichen der unteren Totpunktlage durch eine weiter unten beschriebene, mit einem UnterbrecherNS zusammenarbeitende Nockenscheibe 22 geöffnet, so daß das Druckmedium aus dem Zylinder 16 entweichen kann. Die Rückholfedern 19 ziehen sodann die Siegelbacken 14 in das Siegelbackengehäuse 8 zurück. Die Zugstange 3 wird nach oben gestoßen, so daß sich die Siegelbacken 11 und 14 vollständig öffnen. Mit geöffneten Siegelbacken bewegt sich die Hubsäulel sodann in ihre obere Totpunktlage, die in Fig. 1 dargestellt ist, zurück.
Es ist vorteilhaft, unterhalb der Siegelbacken eine Beutelabtastvorrichtung anzuordnen, mit der vermieden wird, daß Beutel, welche keine Füllung erhalten haben, versiegelt und abgezogen werden. Die Beutelabtastvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Fühler 20 (Fig. 3), der auf einem Führungsstab 21 im Maschinengestell horizontal verschieblich gelagert ist. Dieser Fühler 20 wird dauernd mit leichtem Druck gegen einen Anschlag 25 geführt.
Ein Anschlagsystem 25 und 26 sorgt dafür, daß dieser Taster 20 nur dann wirksam ist, wenn sich die Siegelbacken 11 und 14 in Arbeitsstellung befinden.
Befindet sich, wie in Fig.3 dargestellt ist, bei in Arbeitsstellung gebrachten Siegelbacken keine Füllung im Packmaterialsiauch, so bewegt sich der Taster 20 so weit nach rechts, daß ein mit dem äußeren Ende des Führungsstabes 21 zusammenarbeitender elektrischer Unterbrecher 23 die Stromzufuhr zum Ventil 17 unterbricht. Dadurch wird eine Beaufschlagung des Zylinders 16 unmöglich, die vollständige Schließung der Siegelbacken 11 und 14 unterbleibt also, so daß bei der darauffolgenden Abwärtsbewegung der Siegelbacken kein Schlauchmaterial abgezogen und quer versiegelt wird. In F i g. 4 ist dargestellt, daß der Taster 20 bei vorhandener Beutelfüllung von dieser nach links geschoben wird, so daß der Unterbrecher 23 geschlossen bleibt und das Ventil 17 in der eingangs beschriebenen Weise betätigt werden kann.
Bei der Verarbeitung von Packmaterialschläuchen mit Aufdrucken kann die Steuerung der Siegelbacken 11 und 14 in bekannter Weise durch Aufdruckmarkierungen auf dem Packmaterialschlauch vorgenommen werden. Dabei wird eine Selenzelle derart angeordnet, daß sie bei Ansprechen auf eine solche Markierung einen Unterbrecher FZ im Stromkreis des Ventils 17 betätigt. Wandert eine Markierung an der Selenzelle vorbei, so öffnet diese den UnterbrecherFZ, der Zylinder 16 fällt ab, und die Siegelbacke 14 gleitet in das Siegelbackengehäuse 8 zurück, womit sich die Siegelbacken öffnen. Man beachte, daß diese Öffnung unabhängig von der Stellung der Hubsäule 1 auf ihrem Abwärtsweg erfolgen kann.
Schließlich ist im Stromkreis des Ventils 17 neben dem Unterbrecher 23 und dem Unterbrecher F7 noch ein weiterer, oben bereits erwähnter UnterbrecherNS angeordnet, welcher von einer Nockenscheibe 22 betätigt wird. Die Nockenscheibe 22 dreht sich im Arbeitsrhythmus der Verpackungsmaschine und öffnet jeweils bei Erreichen des unteren Totpunktes der Hubsäule 1 den Unterbrecher NS, so daß in der beschriebenen Weise die Öffnung der Siegelbacken 11 und 14 bewirkt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Abziehen und Querversiegeln eines auf einer Schlauchbeutelherstellungsmaschine geformten und portionsweise gefüllten Schlauches aus siegel- oder schweißfähigem Material, bei der die am Schlauch gegenüberliegenden Siegelbacken in zwei Stufen gegeneinander bewegbar sind, wobei die Backen in der ersten Stufe bis auf einen Abstand genähert werden, der größer ist als die doppelte Schlauchwandstärke, während in der zweiten Stufe das Zusammenpressen der Backen zur Querverschlußbildung und zum Trennen des Beutels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersiegelbacken (11, 14) in Gehäusen (8, 9) auf einer motorisch heb- und senkbaren Hubsäule (1) angeordnet und mittels Kniehebeln (4, 5, 5', 6, 6', 7, 7') und einer Betätigungsstange (3) in die erste Annäherungsstufe bewegbar sind und daß zum Aneinanderpressen der Backen in der zweiten Stufe mindestens eine der Backen (14) mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (16) verbunden ist, für dessen Betätigung eine im Maschinentakt betätigte elektrische Steuerung (NS, FZ, 23) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Rückholfedern (19), welche die Siegelbacke (14) in ihr Gehäuse (8) zurückziehen, wenn das Druckmedium aus der Zylinderanordnung (15, 16) abgelassen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektrisch gesteuertes Ventil (17), mit dem die Beaufschlagung der Zylinderanordnung (15, 16) gesteuert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen unterhalb des Formrohres den Schlauch abtastenden Fühler (20), welcher einen in den Stromkreis des elektrisch gesteuerten Ventils (17) geschalteten elektrischen Unterbrecher (23) öffnet, wenn der Packmaterialschlauch ohne Füllung geblieben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen in den Stromkreis des elektrisch gesteuerten Ventils (17) geschalteten elektrischen Unterbrechers (FZ), welcher durch das Ansprechen einer Fotozelle geöffnet wird, wenn eine auf dem Packmaterialschlauch aufgetragene Markierung die Fotozelle passiert.
6. Vorrichtung nach Anspruchl bis 5, gekennzeichnet durch einen in den Stromkreis des elektrisch gesteuerten VentiLs (17) geschalteten elektrischen Unterbrecher (NS), welcher durch eine Nockenscheibe (22) geöffnet wird, wenn die Abzieh- und Quersiegelbacken (11, 14) den unteren Totpunkt erreichen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 088 409; österreichische Patentschrift Nr. 194 329; USA.-Patentschrift Nr. 3027695.