DE19545812B4

DE19545812B4 - Vorrichtung zum Transportieren einer Hüllstoffbahn zu einer Verpackungsstation

Info

Publication number: DE19545812B4
Application number: DE1995145812
Authority: DE
Inventors: Dieter Kundt; Werner Schneider; Walter Dr. Baur
Original assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Current assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2015-12-09
Also published as: DE19545812A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Transportieren einer Hüllstoffbahn (2) zu einer Verpackungsstation (3), mit einer Vorratsrolle (4) zur Abgabe der Hüllstoffbahn (2), einer Umformeinrichtung (6) zum Umformen der Hüllstoffbahn (2) und einer Transporteinrichtung (20) mit mindestens einem Motor (25, 26) zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn (2), wobei an der Vorratsrolle (4) ein Antrieb (27) zum Drehen der Vorratsrolle (4) und zur Abgabe der Hüllstoffbahn (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (27) in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Motors (25, 26) bzw. der Motoren (25, 26) betreibbar ist, daß der Antrieb (27) über einen Regler (28) mit dem Motor (25, 26) bzw. den Motoren (25, 26) verbunden ist, und daß an der Hüllstoffbahn (2) ein Bahnspannungsmessgerät (30) vorgesehen ist, das mit dem Regler (28) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren einer Hüllstoffbahn zu einer Verpackungsstation, mit einer Vorratsrolle zur Abgabe der Hüllstoffbahn, einer Umformeinrichtung zum Umformen der Hüllstoffbahn und einer Transporteinrichtung mit mindestens einem Motor zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn.
Es ist bekannt, daß eine ebene Hüllstoffbahn von einer Vorratsrolle abgerollt, umgeformt und an einer Verpackungsstation zu einzelnen Verpackungen, z.B. Schlauchbeuteln geformt wird.
Bei einer getakteten Herstellung der Verpackungen wird die Hüllstoffbahn taktweise von der Vorratsrolle abgezogen, wobei stets zunächst eine Schlaufe in der Hüllstoffbahn gebildet wird. Die Schlaufe wird in einem weiteren Schritt während des gleichen Takts durch den Betrieb der Transporteinrichtung wieder aufgelöst, und dabei wird eine Verpackung erzeugt.
Bei der kontinuierlichen Herstellung der Verpackungen wird die Hüllstoffbahn gleichmäßig von der Vorratsrolle abgezogen, und die Verpackungen werden ohne Stillstand der Hüllstoffbahn erzeugt. Der Folienvorschub erfolgt sowohl bei der getakteten als auch bei der kontinuierlichen Verpackungserzeugung durch den Motor bzw. die Motoren der Transporteinrichtung derart, daß die Hüllstoffbahn, die über ein System von Umlenkrollen geführt ist, eine relativ große Bahnspannung hat. Dieses System ist für eine Führung der Hüllstoffbahn und den Ausgleich momentan unterschiedlicher Beschleunigungen an unterschiedlichen Stellen entlang der Hüllstoffbahn notwendig.

Aus der EP 0 350 617 A2 ist eine als vertikale Schlauchbeutelmaschine ausgestaltete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist an der Vorratsrolle ein Antrieb zum Drehen der Vorratsrolle und zur Abgabe der Hüllstoffbahn vorgesehen. Der Antrieb wird jeweils in Betrieb genommen, wenn eine Materialreserve der Hüllstoffbahn an einer Tänzerrollenkombination bestimmte Grenzen unterschritten hat. Der Antrieb wird derart in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Tänzerrolle betrieben.

Aus der DE 43 15 068 A1 ist eine vertikale Schlauchbeutelmaschine bekannt, welche eine Tänzerrolle am Einlauf einer von einer nicht direkt angetriebenen Vorratsrolle abgegebenen Hüllstoffbahn in eine Umformeinrichtung (Formschulter) aufweist. Ein Motor zum Weiterbewegen des Folienschlauches und damit der Hüllstoffbahn ist als Leitantrieb ausgewählt und Antriebe einer Querschweißvorrichtung werden in Abhängigkeit von diesem Motor angetrieben.

Bei einer aus der US 5,400,565 bekannten vertikalen Schlauchbeutelmaschine wird eine Hüllstoffbahn von einer nicht direkt angetriebenen Vorratsrolle abgegeben und an einer angetriebenen Umlenkrolle hin zu einer Umformeinrichtung geleitet. Der Antrieb der Umlenkrolle ist über einen Regler mit einem Motor einer gegen den Folienschlauch wirkenden Transporteinrichtung verbunden. Derart kann die Vorratsrolle in einer Weise abgewickelt werden, wie die Hüllstoffbahn gerade an der Verpackungsstation der Schlauchbeutelmaschine verarbeitet wird.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß es beim Inbewegungssetzen der Hüllstoffbahn zu sehr hohen Bahnspannungen bis hin zu einem Riß der Hüllstoffbahn kommen kann.

Es liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 diesen Nachteil zu beseitigen.

Gelöst ist die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist der an der Vorratsrolle zum Drehen der Vorratsrolle und zur Abgabe der Hüllstoffbahn vorgesehene Antrieb in Abhängigkeit des Betriebszustands des Motors bzw. der Motoren zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn betreibbar. Der Antrieb 27 ist über einen Regler mit dem Motor bzw. den Motoren verbunden. Zudem ist an der Hüllstoffbahn ein Bahnspannungsmessgerät vorgesehen, das mit dem Regler verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß auf ein aufwendiges System von Umlenkrollen verzichtet werden kann. Damit ist einerseits der technische Aufwand für den Vorschub der Hüllstoffbahn und andererseits die Bahnspannung verringert. Durch die Drehung der Vorratsrolle analog der Verpackungserzeugung wird eine aufwendige Schlaufenbildung vermieden. Momentan hohe Trägheitsmomente entfallen ebenso wie durch Umlenkrollen verursachte Trägheitsmomente. Die Abzugskräfte werden deutlich verringert und dadurch wird ein nennenswertes Verlaufen der Hüllstoffbahn unwahrscheinlicher. Vakuumabzugsriemen können zudem entfallen. Da der Antrieb über einen Regler mit dem Motor bzw. den Motoren verbunden ist, so kann die Weiterbewegung der Folienbahn und das Drehen der Vorratsrolle sowohl in einem festen als auch in einem veränderbaren Funktionszusammenhang erfolgen. Da an der Hüllstoffbahn ein Bahnspannungsmeßgerät vorgesehen ist, das mit dem Regler verbunden ist, ist es möglich, einen gleichmäßigen Folienlauf bei minimierter, gleichmäßiger Bahnspannung zu betreiben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.

Erfahrungswerte für einen optimalen Folientransport können mittels eines Fuzzy-Reglers (Anspruch 2) reproduziert werden. In einer besonderen Ausgestaltung genügt es, wenn die Drehung der Vorratsrolle analog im Regler gespeicherter Erfahrungswerte erfolgt. Der Motor bzw. die Motoren werden hierbei in einem gleichmäßigen Modus betrieben.

Erfolgt die Drehung der Vorratsrolle zumindest zeitweise synchron zu dem Weitertransport der umgeformten Hüllstoffbahn, und erfolgt die Regelung hierfür über den mit dem Antrieb und der Transporteinrichtung zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn verbundenen Regler, so ist einerseits ein gleichmäßiger Folientransport bei einer dazu synchronen Folienabrollung erreicht, und andererseits können Korrekturen oder Änderungen des synchronen Modus realisiert werden.

Ein benutzerfreundliches System ist gegeben, wenn der Antrieb als Funktion einer zu erzeugenden Beutellänge und einer Taktzahl, d.h. Beutel pro Zeiteinheit, angesteuert wird. Die in einem Fuzzy-Regler gespeicherten Erfahrungswerte für genau diesen Modus werden verwendet.

Das Bahnspannungsmeßgerät kann einen auf die Hüllstoffbahn gerichteten, seine Entfernung zur Hüllstoffbahn messenden Sensor enthalten. Ist zudem im Bereich des Sensors die Hüllstoffbahn mittels einer vertikal auslenkbaren Rolle belastet (Anspruch 3), so ist der Meßwert für die Entfernung gleichzeitig ein Meßwert für die Bahnspannung und dieser Meßwert wird vom Regler verarbeitet. Die Schwerkraft der Rolle dient einer Entfernungsveränderung mit geringen sonstigen Kräften, wenn analog Anspruch 4 die Rolle über ihre Achse mit einer Vertikalführung verbunden ist, entlang der sie auslenkbar ist. Der Regler, der die Meßwerte von dem Bahnspannungsmeßgerät erhält, kann somit den Antrieb und/oder die Transporteinrichtung derart regeln, daß die Bahnspannung zumindest zeitweise konstant gehalten wird. Der Regler erkennt an dem Meßwert der Bahnspannung und den Antriebsparametern einen evtl. vorliegenden Schlupf an der Transporteinrichtung und kann diesen Schlupf ausgleichen, z. B. indem die Transporteinrichtung mit einer größeren, den Schlupf ausgleichenden Drehzahl betrieben wird. Allein durch eine unterschiedliche, z.B. kurz andauernde, Ansteuerung des Antriebs und der Transporteinrichtung kann auch eine bestimmte Bahnspannung erzeugt werden. Wird der Antrieb langsamer betrieben als die Transporteinrichtung, so wird die Bahnspannung erhöht. Im umgekehrten Fall wird sie abgesenkt. Hierbei, und auch zur Erkennung von Schlupf sind Meßimpulse, die der Regler von äquidistant auf der Hüllstoffbahn angeordneten Markierungen erhält von Vorteil.

Sind als Transporteinrichtung zwei gegen die umgeformte Hüllstoffbahn wirkende Riemenabzüge vorgesehen, wobei jeder Riemenabzug um zwei Räder umläuft, und wobei ein Rad eines Riemenabzugs von einem Motor angetrieben ist (Anspruch 5), so kann durch unterschiedlichen Betrieb der Motoren eine Bahnkorrektur bzgl. des Verlaufs der Hüllstoffbahn vorgenommen werden. Sind statt der Riemenabzüge Abzugsrollen vorgesehen (Anspruch 6), so ist der Abzug technisch vereinfacht. Infolge der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren, geringen Bahnspannungswerte sind die Abzugsrollen einsetzbar.

Die Vorrichtung kann als vertikale Schlauchbeutelmaschine ausgestaltet sein (Anspruch 7). Bei derartigen Maschinen ist infolge des auf Grund der Erfindung nicht mehr notwendigen, herkömmlichen, aus einer Vielzahl von Umlenkrollen bestehenden Hüllstofführungssystems eine besonders große, kostengünstige, technische Vereinfachung erreicht.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand von zwei Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
1 in einer Seitenansicht das Prinzip einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine mit einer mittels eines Antriebs drehbaren Vorratsrolle zur Abgabe einer Hüllstoffbahn, einer Umformeinrichtung zum Umformen der Hüllstoffbahn, einer gegen ein Füllrohr wirkenden Transporteinrichtung zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn, mit einem Regler, der mit dem Antrieb, einem Bahnspannungsmeßgerät und der Transporteinrichtung verbunden ist, sowie
2 in einer Seitenansicht zwei motorisch angetriebene, gegen einen Hüllstoffschlauch und gegen ein Füllrohr wirkende Abzugsrollen als Transporteinrichtung.
Bei einer Vorrichtung 1 zum Transportieren einer Hüllstoffbahn 2 zu einer Verpackungsstation 3 wird die Hüllstoffbahn 2 von einer Vorratsrolle 4 abgezogen (1). Die Hüllstoffbahn 2 wird an einer als Formschulter 5 ausgestalteten Umformeinrichtung 6 zu einem Folienschlauch 7 umgeformt. Der Folienschlauch 7 wird mittels einer Längssiegelbacke 8 längs verschweißt. Dazu wird die Längssiegelbacke 8 gegen den Folienschlauch 7 und gegen ein Füllrohr 9, daß sich innerhalb des Folienschlauches 7 befindet, gedrückt. Unterhalb des Füllrohrs 9 wird der Folienschlauch 7 mittels Quersiegelbacken 10, 11 unter gleichzeitiger Erzeugung jeweils einer Kopfnaht 12 eines Beutels 13 und einer Bodennaht 14 verschweißt. Die Befüllung der Beutel 13 erfolgt durch das Füllrohr 9, ihre Abtrennung vom Folienschlauch 7 mittels eines Stechmessers 15. Der Hüllstoff 16 ist eine Folie 17 aus thermoplastischen Kunststoff 18. Die Vorrichtung 1 ist als vertikale Schlauchbeutelmaschine 19 ausgestaltet.
Die Hüllstoffbahn 2 und der Folienschlauch 7 werden mittels einer Transporteinrichtung 20 weiterbewegt. Die Transporteinrichtung 20 enthält gegen die zum Folienschlauch 7 umgeformte Hüllstoffbahn 2 wirkende Riemenabzüge 21, 22. Jeder Riemenabzug 21, 22 läuft um zwei Räder 23, 24 um. Jeweils ein Rad 23, 24 eines Riemenabzugs 21, 22 ist von einem Motor 25, 26 angetrieben.
An der Vorratsrolle 4 ist ein Antrieb 27 zum Drehen der Vorratsrolle 4 und zur Abgabe der Hüllstoffbahn 2 vorgesehen. Der Antrieb 27 ist in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Motoren 25, 26 betreibbar. Dadurch ist es möglich, den Transport der Hüllstoffbahn 2 und des Folienschlauches 7 ohne größere technische Hilfsmittel und ohne erhöhten Kraftaufwand, wie es bei herkömmlichen Folientransportsystemen infolge zahlreicher, notwendiger Folienumlenkungen vorkommt, zu transportieren.
Der Transport wird von einem mit dem Antrieb 27 und den Motoren 25, 26 verbundenen Regler 28 geregelt. Der Regler 28 sorgt dafür, daß die Vorratsrolle 4 vom Antrieb 27 derart gedreht und dabei die Hüllstoffbahn 2 von der Vorratsrolle 4 derart abgewickelt wird, wie die Hüllstoffbahn 2 gerade an der Verpackungsstation 3 verschweißt wird.
Der Regler 28 ist ein Fuzzy-Regler 29 und betreibt die Drehung der Vorratsrolle 4 in Abhängigkeit des Betriebs der Motoren 25, 26 mittels im Regler 28 gespeicherter Erfahrungswerte. Der Regler 28 steuert den Antrieb 27 als Funktion einer an der Verpackungsstation 3 zu erzeugenden Beutellänge und Taktzahl an.
Die Vorrichtung 1 arbeitet im getakteten Betrieb. Die Regelung erfolgt bei einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung analog. Die Drehung der Vorratsrolle 4 erfolgt unabhängig vom Betriebszustand zumindest zeitweise synchron. Unterbrechungen in dem synchronen Betrieb können zur Änderung von Verfahrensparametern, wie Folienspannung oder Schlupfausgleich genutzt werden.
An der Hüllstoffbahn 2 ist ein Bahnspannungsmeßgerät 30 angeordnet. Das Bahnspannungsmeßgerät 30 enthält einen auf die Hüllstoffbahn 2 gerichteten und seine Entfernung zur Hüllstoffbahn 2 messenden Sensor 31. Im Bereich des Sensors 31, der ein Ultraschallsensor 32 ist, wird die Hüllstoffbahn 2 mittels einer vertikal auslenkbaren Rolle 33 belastet. Die Rolle 33 ist relativ leicht und dient lediglich dazu, daß die Bahnspannung zu einer bestimmten Höhenlage der Rolle 33 und damit der Hüllstoffbahn 2 im Bereich des Sensors 31 führt, wodurch die Bahnspannung exakter meßbar ist. Die Höhenveränderung der Rolle 33 ist in einfacher Weise möglich, da die Rolle 33 über ihre Achse 34 mit einer Vertikalführung 35 verbunden ist.
Das Bahnspannungsmeßgerät 30 ist mit dem Regler 28 verbunden. Der Regler 28 erhält Meßwerte vom Bahnspannungsmeßgerät 30 und regelt den Antrieb 27 derart, daß die Bahnspannung konstant und minimal gehalten wird. Hierbei sind die Abzugskräfte ebenfalls minimal.
Für besonderes dicke, schwergängige Folien 17 kann infolge deren großer Steifigkeit und somit großer Abzugskraft ein Schlupf vorkommen. Der Regler 28 sorgt dann für einen Schlupfausgleich an der Transporteinrichtung 20, indem die Motoren 25, 26 etwas schneller laufen. Analog dazu kann durch eine kurzzeitige unterschiedliche Ansteuerung des Antriebs 27 und der Transporteinrichtung 20 auch die Bahnspannung verändert werden. Ein Schlupf kann erkannt werden, wenn der Regler 28 Meßimpulse von äquidistant auf der Hüllstoffbahn 2 angeordneten (zeichnerisch nicht dargestellten) Markierungen erhält.
Infolge der geringen Abzugskräfte für den Folientransport kann die Transporteinrichtung 20 vereinfacht ausgestaltet sein (2).
Es genügen relativ einfach ausgestaltete, gegen die umgeformte Hüllstoffbahn wirkende Abzugsrollen 36, 37. Die Abzugsrollen 36, 37 sind mittels jeweils eines Motors 25, 26 angetrieben, wodurch die Abzugsrollen 36, 37 unterschiedlich schnell angetrieben werden können, so daß dadurch eine Bahnkorrektur für die Hüllstoffbahn 2 vorgenommen werden kann. Hierzu sind Meßwerte einer (zeichnerisch nicht dargestellten) Folienkantenerfassung nötig. Die Riemenabzüge 21, 22 (1) und die Abzugsrollen 36, 37 (2) könnten auch mittels eines einzigen Motors angetrieben werden.

1: Vorrichtung
2: Hüllstoffbahn
3: Verpackungsstation
4: Vorratsrolle
5: Formschulter
6: Umformeinrichtung
7: Folienschlauch
8: Längssiegelbacke
9: Füllrohr
10, 11: Quersiegelbacke
12: Kopfnaht
13: Beutel
14: Bodennaht
15: Stechmesser
16: Hüllstoff
17: Folie
18: Kunststoff
19: Schlauchbeutelmaschine
20: Transporteinrichtung
21, 22: Riemenabzug
23, 24: Rad
25, 26: Motor
27: Antrieb
28: Regler
29: Fuzzy-Regler
30: Bahnspannungsmeßgerät
31: Sensor
32: Ultraschallsensor
33: Rolle
34: Achse
35: Vertikalführung
36, 37: Abzugsrolle

Claims

Vorrichtung (1) zum Transportieren einer Hüllstoffbahn (2) zu einer Verpackungsstation (3), mit einer Vorratsrolle (4) zur Abgabe der Hüllstoffbahn (2), einer Umformeinrichtung (6) zum Umformen der Hüllstoffbahn (2) und einer Transporteinrichtung (20) mit mindestens einem Motor (25, 26) zum Weiterbewegen der Hüllstoffbahn (2), wobei an der Vorratsrolle (4) ein Antrieb (27) zum Drehen der Vorratsrolle (4) und zur Abgabe der Hüllstoffbahn (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (27) in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Motors (25, 26) bzw. der Motoren (25, 26) betreibbar ist, daß der Antrieb (27) über einen Regler (28) mit dem Motor (25, 26) bzw. den Motoren (25, 26) verbunden ist, und daß an der Hüllstoffbahn (2) ein Bahnspannungsmessgerät (30) vorgesehen ist, das mit dem Regler (28) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (28) ein Fuzzy-Regler (29) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnspannungsmeßgerät (30) einen auf die Hüllstoffbahn (2) gerichteten, seine Entfernung zur Hüllstoffbahn (2) messenden Sensor (31) enthält, und daß im Bereich des Sensors (31) die Hüllstoffbahn (2) mittels einer vertikal auslenkbaren Rolle (33) belastet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (33) über ihre Achse (34) mit einer Vertikalführung (35) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Transporteinrichtung (20) zwei gegen die umgeformte Hüllstoffbahn (2) wirkende Riemenabzüge (21, 22) vorgesehen sind, daß jeder Riemenabzug (21, 22) um zwei Räder (23, 24) umläuft, und daß jeweils ein Rad (23, 24) eines Riemenabzugs (21, 22) von einem Motor (25, 26) angetrieben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Transporteinrichtung (20) zwei gegen die umgeformte Hüllstoffbahn (2) wirkende Abzugsrollen (36, 37) vorgesehen sind, die jeweils mittels eines Motors (25, 26) angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) als vertikale Schlauchbeutelmaschine (19) ausgestaltet ist.