DE19603675A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Schweißnähten von Verpackungsbehältern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Schweißnähten von VerpackungsbehälternInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Kontrolle von
Schweißnähten von Verpackungsbehältern nach der Gattung des
Anspruchs 1. Bei einem aus der DE 24 55 064 A1 bekannten
Verfahren dieser Art werden die Schweißnähte von
Beutelpackungen kontrolliert, indem entweder die Temperatur
der Schweißnähte, oder der Siegeldruck bzw. die Heizleistung
der Siegelbacken erfaßt und einer Steuereinrichtung
zugeführt werden. Die Steuereinrichtung regelt aufgrund
dieser Eingangssignale die Schweißparameter der Siegelbacken
über einen Soll/Ist-Wert-Vergleich. Im Falle der
Temperaturüberwachung der Schweißnähte muß die Überwachung
infolge der Wärmeabstrahlung der Schweißnähte unmittelbar
nach dem Schweißen erfolgen. Das bedeutet, daß die
Überwachungseinrichtung in die Schweißeinrichtung integriert
werden muß, was deren Aufbau aufwendig gestaltet. Kommt es
zu einem Produktionsstopp oder einer Verlangsamung des
Produktionsablaufes, ist die Überwachung der
Schweißnahttemperatur durch die zeitliche Verzögerung und
die damit verbundene erfolgte Wärmeabstrahlung der
Schweißnähte unsicher. Weiterhin ist allein die Temperatur
einer Schweißnaht kein hinreichendes Indiz für eine gute und
insbesondere dichte Schweißnaht, da bspw. geringe
Undichtheiten in der Schweißnaht mit einer
Temperaturüberwachung nicht sicher erkannt werden können.
Werden hingegen der Siegeldruck oder die Heizleistung der
Siegelbacken überwacht, ist lediglich eine indirekte
Kontrolle der Schweißqualität möglich. So äußert sich
beispielsweise eine Verschmutzung der Siegelbacken und somit
eine mangelhafte Qualität der Schweißnähte nicht
zwangsläufig in einer Änderung des Siegeldruckes bzw. einer
Änderung der Heizleistung der Siegelbacken.
Bei einem aus der EP 0 571 728 A1 bekannten Verfahren wird
die Ausbildung des Boden- bzw. Kopfbereiches von
Papiersäcken mittels einer optischen Überwachungseinrichtung
überprüft. Die Überprüfung betrifft insbesondere die
lagerichtige Position von Kanten oder Aufdrucken.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle von
Schweißnähten von Verpackungsbehältern mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, daß die Schweißnähte selbst kontrolliert
werden, und daß diese Kontrolle zeitlich und örtlich
unabhängig von der Schweißeinrichtung erfolgen kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders vorteilhaft
ist es, daß jeder Teilabschnitt der Schweißnaht kontrolliert
wird, so daß auch geringe Undichtheiten der Schweißnaht
sicher erkannt werden. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die
Kontrolle unabhängig von der Leistung bzw. der
Produktionsgeschwindigkeit oder von Produktionsstopps der
Schlauchbeutelmaschine ist. Durch eine entsprechende
Einstellung der Steuereinrichtung kann erkannt werden, wenn
die Qualität der Schweißnähte tendenziell schlechter wird,
ohne daß die Schweißnähte bereits Undichtheiten aufweisen.
Dadurch kann Ausschuß vermieden werden. Die Vorrichtung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich durch
Modifikation bekannter Verpackungsmaschinen einfach
herstellen. Besonders vorteilhaft ist dabei die räumliche
Trennung von Herstellung und Kontrolle der
Verpackungsbehälter. Die Kontrolleinrichtung kommt mit
wenigen Bauteilen aus, die berührungslos arbeiten, und somit
keinem Verschleiß unterworfen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen vereinfachten Querschnitt
durch eine Schweißeinrichtung, Fig. 2 eine schematische
Draufsicht auf eine Verpackungsmaschine und Fig. 3 einen
Querschnitt in der Ebene III-III der Fig. 2.
Mittels einer Schlauchbeutelmaschine 10 werden auf bekannte
Art und Weise aus einem siegelfähigen Packstoffband 11
Beutel 12 hergestellt. Das Packstoffband 11 weist eine
durchsichtige, nichtschmelzende Trägerschicht 14
beispielsweise aus Polyester oder Polypropylen auf, die mit
einer eingefärbten Siegelschicht 15 beschichtet ist. Die
Siegelschicht 15 ist zumindest im Bereich der Schweißnähte,
insbesondere im Bereich der Querschweißnähte 16 an der
Innenseite der Beutel 12 angeordnet. Die Querschweißnähte 16
werden in der Schlauchbeutelmaschine 10 mittels einer
Schweißeinrichtung 17 gebildet.
Die Schweißeinrichtung 17 hat beispielsweise ein Paar
gegeneinander verfahrbare, beheizbare Siegelbacken 18, 19.
Zumindest die eine Siegelbacke 18 hat zwei konkav
ausgebildete Schweißkontaktflächen 21, 22 zur Erzielung
einer hohen Flächenpressung im Bereich der Querschweißnähte
16. Zwischen den Schweißkontaktflächen 21, 22 ist eine
Trenneinrichtung in Form eines Trennmessers 23 zum Abtrennen
von Beuteln 12 angeordnet.
Zum Bilden der Querschweißnähte 16 werden die beiden
Siegelbacken 18, 19 bei aktivierter Heizung mit einem bestimmten
Siegeldruck gegeneinander gefahren. Dadurch werden die
Siegel schichten 15 des Packstoffbandes 11 durch Wärmeübertragung
der Siegelbacken 18, 19 aktiviert, und stellen eine Verbindung
zwischen den beiden Trägerschichten 14 her. Die so gebildeten
Querschweißnähte 16 sind als durchgehende, dunkle Streifen
erkennbar, deren Helligkeit von dem Siegeldruck der Siegelbacken
18, 19, sowie den verwendeten Materialien der Trägerschicht 14
bzw. Siegelschicht 15 abhängt. Insbesondere, wenn der
Siegeldruck der Siegelbacken 18, 19 zu gering ist, oder die
Schweißkontaktflächen 21, 22 verschmutzt sind, ist die Qualität
der Querschweißnähte 16 nicht mehr gewährleistet, d. h. es können
Undichtheiten in den Querschweißnähten 16 auftreten. In diesem
Fall weisen die Querschweißnähte 16 eine andere Helligkeit auf
bzw. sind diese zumindest teilweise unterbrochen.
Um dies zu erkennen, werden die durch die Trenneinrichtung 23
vom Packstoffband 11 abgetrennten Beutel 12 über eine
Fördereinrichtung beispielsweise in Form eines ersten
Förderbandes 24 aus der Schlauchbeutelmaschine 10 ausgeschleust.
Die Beutel 12 werden anschließend an ein rechtwinklig zum ersten
Förderband 24 angeordnetes zweites Förderband 26 übergeben.
Dadurch werden die Beutel 12 auf den Förderbändern 24, 26 in
Bezug auf deren Förderrichtung um 90 Grad gedreht. Das bedeutet,
daß sich die Querschweißnähte 16 in den Randbereichen 27, 28 des
Förderbands 26 befinden.
Im Bereich des Förderbandes 26 ist eine Kontrolleinrichtung 30
angeordnet. Die Kontrolleinrichtung 30 umfaßt das Förderband 26
zumindest an deren Randbereichen 27, 28, wobei die
Querschweißnähte 16 von einem oberhalb des Förderbandes 26
angeordneten Abdeckblech 31 abgedeckt wird. In dem Abdeckblech
31 sind oberhalb der Querschweißnähte 16 Lichtsensoren 32
angeordnet. Bevorzugt ist jeder Querschweißnaht 16 ein separater
Lichtsensor 32 zugeordnet, der sich senkrecht über der
jeweiligen Querschweißnaht 16 befindet. Auf der der
Lichtsensoren 32 gegenüberliegenden Seite der Querschweißnähte
16 ist jedem Lichtsensor 32 eine Lichtquelle 33 zugeordnet, die
mittels eines Trägers 34 in der Kontrolleinrichtung 30 befestigt
ist. Die Lichtquellen 33 befinden sich zwischen dem Förderband
26 und den Querschweißnähten 16, und zwar derart, daß die
Lichtquellen 33 mit den Lichtsensoren 32 fluchtend ausgerichtet
sind.
Vorteilhafterweise ist die Kontrolleinrichtung 30 zumindest
oberhalb des Förderbandes 26 als geschlossener Kasten
ausgebildet, der lediglich Schlitze bzw. Durchbrüche für das
Förderband 26 und die Beutel 12 aufweist.
Werden nun die Beutel 12 von dem Förderband 26 durch die
Kontrolleinrichtung 30 gefördert, so wird die eine Seite der
Querschweißnähte 16 von den Lichtquellen 33 beleuchtet und
durchdringt die Querschweißnähte 16. Die auf der anderen Seite
der Querschweißnähte 16 angeordneten Lichtsensoren 32 erfassen
das von den Lichtquellen 33 herrührende Licht somit im
sogenannten Durchlichtverfahren. Als Lichtsensoren 32 sind bspw.
Videokameras oder Photozellen denkbar, die
Helligkeitsunterschiede in elektrische Signale umwandeln. Das
von den Lichtsensoren 32 gebildete Meßsignal wird der
Steuereinrichtung der Schlauchbeutelmaschine 10 zugeführt. Die
Steuereinrichtung macht einen Vergleich zwischen dem Meßsignal
der Lichtsensoren 32 und in der Steuereinrichtung abgelegten
Sollwerten. Ist die Qualität der Querschweißnähte 16 wie oben
beschrieben nicht mehr gewährleistet, d. h. ändert sich deren
Helligkeit, so führt die Differenz zwischen Soll- und Istwert
der Lichtsensoren 32 zu einer entsprechenden Meldung der
Steuereinrichtung. Diese Meldung kann bspw. zu einer Anzeige an
einem Kontrollmonitor der Schlauchbeutelmaschine 10 oder zu
deren Abschaltung führen.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß das
erfindungsgemäße Verfahren so empfindlich ist, daß schon
Soll-Ist-Unterschiede erfaßt werden, wenn die Qualität der
Querschweißnähte 16 an und für sich noch befriedigend ist,
jedoch tendentiell schlechter wird. Es handelt sich also um eine
Früherkennung, d. h., daß bei einer ersten Meldung der
Steuereinrichtung durch entsprechende Parameteränderungen der
Schlauchbeutelmaschine 10, beispielsweise einer Änderung des
Siegeldruckes oder einer Reinigung der Siegelbacken 18, 19, die
Siegelqualität der Querschweißnähte 16 wieder verbessert werden
kann. Somit kann Ausschuß durch undichte Querschweißnähte 16
vermieden werden. Selbstverständlich können in der
Steuereinrichtung der Schlauchbeutelmaschine 10 auch derartige
Sollwerte abgelegt werden, daß nur definitiv schlechte, d. h.
undichte Querschweißnähte 16 erkannt werden. In diesem Fall
können die entsprechenden Beutel 12 mittels einer
nachgeordneten, nicht dargestellten Ausschleusvorrichtung
ausgeschleust werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf die Kontrolle
von Querschweißnähten 16 beschränkt. Vielmehr können durch eine
entsprechende Änderung der Verpackungsmaschine auch die (nicht
dargestellten) Seitenfaltnähte der Beutel 12 kontrolliert
werden. Dazu ist es notwendig, die an den Beutel 12 anliegenden
Seitenfaltnähte aufzurichten, und mittels dem oben beschriebenen
Verfahren sinngemäß zu überprüfen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Kontrolle von Schweißnähten (16) von
Verpackungsbehältern (12), bei der zwei Lagen eines
siegelfähigen Packstoffbandes (11) mittels einer
Schweißeinrichtung (17) einer Verpackungsmaschine (10)
miteinander verschweißt werden, und der Bereich der von
wenigstens einer Lichtquelle (33) bestrahlten Schweißnähte (16)
mittels wenigstens eines optischen Sensors (32) erfaßt wird,
der sein Signal der Steuereinrichtung der Verpackungsmaschine
(10) zuführt, welche einen Vergleich durchführt zwischen dem von
dem Sensor (32) erfaßten Ist-Signal und einem in der
Steuereinrichtung abgespeicherten Soll-Signal, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Verpackungsbehälter (12)
Packstoffbänder (11) verwendet werden, die jeweils eine
durchsichtige Trägerschicht (14) und eine eingefärbte
Siegelschicht (15) zumindest im Bereich der Schweißnähte (16)
aufweisen, und daß die Kontrolle der Schweißnähte (16) mittels
des Sensors (32) im Durchlichtverfahren erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schweißnähte (16) in einer Kontrolleinrichtung (30)
kontinuierlich an dem optischen Sensor (32) vorbeigefördert
werden.
3. Vorrichtung zur Kontrolle von Schweißnähten (16) von
Verpackungsbehältern (12) nach einem Verfahren nach Anspruch 1
oder 2, mit einer wenigstens eine Lichtquelle (33) und
wenigstens einen optischen Sensor (32) aufweisenden
Kontrolleinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, daß der
optische Sensor (32) und die Lichtquelle (33) auf
unterschiedlichen Seiten der Schweißnähte (16) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtquelle (33) und der Sensor (32) fluchtend zueinander
ausgerichtet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß daß zwischen der Verpackungsmaschine (10) und der
Kontrolleinrichtung (30) mindestens eine Überfüreinrichtung (24,
26) angeordnet ist, die die Verpackungsbehälter (12) in Bezug
auf deren ursprungliche Förderrichtung um 90 Grad dreht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontrolleinrichtung (30) oberhalb der Überführeinrichtung (26)
als weitgehend geschlossener Kasten ausgebildet ist.
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