DE3919642A1 - Vorrichtung zum querschneiden und/oder querschweissen von siegelfaehigem bahnmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Quer­ schneiden und/oder Querschweißen von siegelfähigem Bahnmate­ rial mit zwei zueinander parallelen, an einem Gestell gela­ gerten Wellen, an welchen drehfest jeweils zumindest eine Siegelbacke gelagert ist, wobei der Abstand der Siegelbacken veränderbar ist und die Siegelbacken in Siegelstellung ge­ geneinander vorspannbar sind.

Vorrichtungen zum Querschweißen und/oder Querschneiden von siegelfähigem Bahnmaterial werden beispielsweise verwendet, um im Zusammenhang mit Verpackungsmaschinen Folienschlauch­ beutel herzustellen, in welchen das Gut nach der Befüllung versiegelt wird. Üblicherweise erfolgt die Verpackung des Gutes dadurch, daß aus einer Folienbahn zunächst ein Folien­ schlauch gefertigt wird, welcher, bezogen auf den jeweiligen herzustellenden Beutel an seiner Unterseite mittels einer Querschweißnaht verschlossen wird. In den Folienschlauch wird sodann das abzupackende Gut eingefüllt, woraufhin der Folienschlauch in einem vorbestimmten Abstand zu der zuerst ausgeführten Querschweißnaht mittels einer weiteren Quer­ schweißnaht verschlossen wird, welche üblicherweise in Form einer Doppelnaht ausgebildet ist und sowohl die obere Siegelnaht des bereits befüllten Beutels als auch die untere Siegelnaht des nächsten, auszubildenden Beutels bildet.

Bei Vorrichtungen der beschriebenen Art ist es erforderlich, beidseitig des zu verschließenden Beutels im Bereich der zu erzeugenden Querschweißnaht jeweils eine Siegel- oder Quer­ schweißbacke gegen das Bahnmaterial so anzupressen, daß zum einen eine exakte Positionierung der Querschweißbacken erfolgt und diese zum anderen einen ausreichenden Siegel­ druck aufbringen. Aus der DE-AS 22 24 407 ist es bekannt, an zwei zueinander parallelen Wellen umlaufend geführte Siegel­ backen vorzusehen. Um die Siegelbacken, welche eine flächi­ ge, ebene Anlagefläche aufweisen, mit welcher sie gegen das Bahnmaterial zu drücken sind, im Siegelzeitpunkt gleichmäßig und ohne Verkantung gegeneinander bzw. gegen das Bahn­ material anzulegen und eine Versiegelung sicherzustellen, ist vorgesehen, daß die beiden Wellen, an welchen die Sie­ gelbacken gelagert sind, in ihrem Abstand zueinander ver­ änderbar an einem Gestell gelagert sind. In dem Zeitpunkt, in welchem sich die Siegelbacken gegenüberliegen, ist es somit möglich, die Wellen einander anzunähern, um auf diese Weise einen ausreichenden Anpreßdruck auf das Bahnmaterial aufzubringen. Eine derartige Ausgestaltung weist einige schwerwiegende Nachteile auf. Zunächst ist darauf hinzuwei­ sen, daß es erforderlich ist, die Bewegung des Bahnmaterials exakt mit der Bewegung der Siegelbacken zu synchronisieren, um insbesondere bei einem bedruckten Bahnmaterial den Auf­ druck zu der späteren Stelle der Querschweißnähte und/oder Trennstelle zu synchronisieren. Insbesondere bei sehr schnell laufenden Verpackungsmaschinen ist ein erheblicher Aufwand erforderlich, um auch nach einer hohen Anzahl ein­ zelner, auf diese Weise hergestellter und verpackter Beutel eine Verschiebung der Querschweißnaht relativ zu dem Auf­ druck zu verhindern. Weiterhin ergibt sich die Notwendigkeit zu einer exakten Synchronisierung daraus, daß die Beutel mit einem bestimmten Volumen an zu verpackendem Gut gefüllt sind, welches eine Versetzung oder Verschiebung der Quer­ schweißnaht in Längsrichtung des Beutels nicht gestattet. Da üblicherweise Verpackungsbeutel so dimensioniert sind, daß sie gerade eine ausreichende Größe zur Aufnahme des Gutes aufweisen, ist kein Spielraum vorhanden, um derartige Tole­ ranzen auszugleichen. Es besteht vielmehr die Gefahr, daß die Querschweißnaht an Schlauchbeutelbereichen ausgebildet werden soll, zwischen welchen sich das zu verpackende Gut befindet, so daß der Beutel nicht oder nur unzureichend ver­ schlossen werden kann.

Da bei der bekannten Vorrichtung der Antrieb der Wellen, welche die Querschweißbacken tragen, mittels Zahnrädern er­ folgt, um eine Synchronisierung der Bewegungen zu erleich­ tern, stellt eine seitliche Versetzung oder Verlagerung der Wellen den Konstrukteur vor erhebliche Probleme. Bei einer seitlichen Verlagerung zweier zueinander kämmender Zahnräder ergibt sich eine Verschiebung des Teilkreises und somit eine Änderung des Über- oder Untersetzungsverhältnisses, wodurch sich die Relativgeschwindigkeit der Wellen und damit der Siegelbacken ändert. Bei einem Zwischengetriebe sind zum ei­ nen aufwendige mechanische Einrichtungen erforderlich, zum anderen führen die Abstandsänderungen der Wellen zu ständi­ gen Änderungen der Drehzahl der Wellen. Zusätzlich weist die bekannte Vorrichtung den Nachteil auf, daß der zur Verfügung stehende Bewegungs- oder Federweg der Siegelbacken aus kon­ struktiven Gründen nur sehr klein gehalten werden kann, so daß insbesondere bei sehr bauchigen Schlauchbeutelverpackun­ gen ein erheblicher Aufwand hinsichtlich der Bewegung der Querschweißbacken erforderlich ist, um eine Berührung mit dem mittleren Beutelteil, in welchem sich das zu verschweis­ sende Gut befindet, zu vermeiden. Zusätzlich ist es kaum möglich, die Federspannung im einzelnen exakt einzustellen, mit welcher die Siegelbacken während des Siegelvorganges gegeneinander gedrückt werden sollen, da sich bei der be­ kannten Konstruktion eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Siegelbacken und dem Schlauchbeutelmaterial ergibt, wenn die beiden Siegelbacken gegen dieses geführt werden. Um ein Reißen oder Verklemmen zu vermeiden, ist deshalb eine Be­ grenzung des Anpreßdrucks erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Wirkungsweise die Ausbildung von Querschweißnähten so ermöglicht, daß eine exakte bewegungs­ mäßige Zuordnung der Siegelbacken zu dem Bahnmaterial mög­ lich ist und daß die Siegelbacken mit einem vorgegebenen An­ preßdruck gegeneinander vorspannbar sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Wellen in einem nicht veränderbaren Abstand am Ge­ stell gelagert sind und daß zumindest eine Siegelbacke in einer Kurvenbahneinrichtung geführt wird, welche zusammen mit der Siegelbacke unter einstellbarem Anpreßdruck in Schließstellung der Siegelbacken bewegbar ist, wenn die Sie­ gelbacken einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die beiden Wellen erfin­ dungsgemäß in unveränderbarem Abstand und somit sozusagen fix an dem Gestell gelagert sind, ergeben sich hinsichtlich des Antriebs der Wellen keinerlei Probleme, da beispielswei­ se ein Zahnradtrieb vorgesehen sein kann, welcher exakt be­ messen und eingestellt werden kann. Es ist somit sicherge­ stellt, daß die Wellen mit einer synchronisierten, gleich­ bleibenden Drehgeschwindigkeit umlaufend angetrieben werden, um die Siegelbacken zu bewegen.

Da erfindungsgemäß die Kurvenbahneinrichtung, in welcher die Siegelbacke geführt ist, relativ zu dem Gestell bewegbar ist, um die Siegelbacken gegeneinander anzulegen, ist es möglich, diese Relativbewegung mittels eines separaten An­ triebes so zu versehen, daß zum einen ein exakter, vorbe­ stimmbarer Anpreßdruck aufbringbar ist und zum anderen eine exakte Synchronisierung der jeweiligen Relativbewegungen erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet somit, die Siegelbacken exakt dann gegeneinander zu pressen oder vorzuspannen, wenn diese einander gegenüberliegend an­ geordnet sind. Damit wird insbesondere vermieden, daß sich die Kanten der Siegelbacken in das Bahnmaterial eindrücken und zu Querschnittsschwächungen oder Löchern führen.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, daß die Rela­ tivbewegung der beiden Siegelbacken, d.h. deren Anpressung bzw. Lösung voneinander exakt durch die gleichbleibende Drehgeschwindigkeit der Wellen beeinflußt und synchronisiert wird. Es ist somit möglich, die Winkeldrehung der Wellen zur Bewegung der Siegelbacken auszunutzen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Er­ findung ist vorgesehen, daß der Anpreßdruck mittels eines auf die Kurvenbahneinrichtung wirkenden Federelements auf­ bringbar ist. Da erfindungsgemäß das Federelement nicht zu einer Verschiebung der Lage der Wellen, sondern lediglich zu einer Versetzung der Kurvenbahneinrichtung verwendet wird, ist es möglich, dieses genau an den jeweiligen Anwendungs­ zweck angepaßt zu dimensionieren und einzustellen, um eine schnelle und einfache Anpassung der Vorrichtung an unter­ schiedlichen Bahnmaterialien, Bahnbreiten o.ä. vornehmen zu können.

Alternativ zu der beschriebenen Ausführungsform ist es je­ doch auch möglich, den Anpreßdruck mittels eines mit der Siegelbacke zusammenwirkenden Federelements einstellbar aus­ zubilden. In diesem Falle ist die Siegelbacke an einem mit der Welle verbundenen Träger gelagert, welcher mit dem Fe­ derelement zusammenwirkt oder als Federelement ausgebildet ist.

Um eine Anpassung des Anpreßdrucks vornehmen zu können, er­ weist es sich als günstig, das Federelement einstellbar auszubilden. In einer praktischen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, das Federelement als doppelt wirkenden Hubzy­ linder auszugestalten. Wenn der Hubzylinder beispielsweise mit Preßluft betätigt wird, kann durch das Luftpolster eine ausreichende Federwirkung hervorgerufen werden. Es ist je­ doch erfindungsgemäß auch möglich, das Federelement in Form eines einfach wirkenden Hubzylinders auszugestalten und eine Rückstellung mittels einer Rückstellfeder vorzunehmen.

Um auch bei hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und hohen Stückzahlen der herzustellenden Beutel eine sichere Führung der jeweiligen Siegelbacke sicherzustellen, ist es weiterhin günstig, wenn die Kurvenbahneinrichtgung zumindest eine in sich geschlossene, in einer Kurvenscheibe ausgebildete Kur­ venbahn umfaßt. Die Siegelbacke wird somit, beispielsweise über Rollen, welche in der Kurvenbahn laufen, umlaufend ge­ führt. Lageabweichungen der Siegelbacke sind somit durch die Form der Kurvenbahn ausgeschlossen. Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, daß derartige Kurvenbahnen einfach herstellbar sind und nur einer geringen Wartung bedürfen.

Um eine exakte Zuordnung der seitlichen Verstellung der Sie­ gelbacken, d.h. der Bewegung, mit welcher diese aufeinander zugeführt bzw. voneinander entfernt werden, mit der Drehung der Wellen sicherzustellen, ist es möglich, drehfest auf der Welle eine Steuerscheibe anzuordnen, welche mit einem Ab­ tastelement in Eingriff ist, welches zur Bewegung der Kur­ venscheibe mit dieser verbunden ist. Bei dieser Ausbildungs­ form sind zusätzliche Maßnahmen zur Synchronisierung der Be­ wegung der Siegelbacken nicht erforderlich, da die auf der Welle verankerte Steuerscheibe diese Relativbewegung von sich aus sicherstellt bzw. zwangsweise hervorruft. Das Ab­ tastelement kann beispielsweise in Form einer Rolle ausge­ bildet sein, welche bei nur geringem Abrollwiderstand exakt der Kontur der Steuerscheibe folgen kann.

Alternativ zu der oben beschriebenen Ausführungsform ist es erfindungsgemäß auch möglich, an der Kurvenscheibe selbst eine Steuerkurvenbahn auszubilden, welche zur Bewegung der Siegelbacke mit einem an der Welle der verstellbaren Siegel­ backe gelagerten Abtastelement in Eingriff ist. Die letztge­ nannte Möglichkeit gestattet eine platzsparende Ausbildung, da lediglich eine Kurvenscheibe erforderlich ist. Hier kann das Abtastelement beispielsweise in Form eines mit der Welle umlaufenden Arms ausgebildet sein, so daß insgesamt eine kinematische Umkehr zu der erstgenannten Ausgestaltungsform gegeben ist.

Zur seitlichen Verschiebung der Siegelbacken kann die Kur­ venscheibe selbst mittels eines Antriebselements bewegbar sein, wobei das Antriebselement in Form eines doppelt wir­ kenden Kolbens oder eines einfach wirkenden, mit einer Rück­ stellfeder versehenen Kolbens ausgebildet sein kann.

Um sicherzustellen, daß die beiden Siegelbacken in dem ge­ genseitigen Anlagezustand parallel zu dem Bahnmaterial und mit der gleichen Relativgeschwindigkeit wie dieses geführt werden, ist vorgesehen, daß die Kurvenbahn in dem Bereich, in welchem die Siegelbacken einander gegenüberliegend zu bewegen sind, abgeflacht ausgebildet ist.

Falls erforderlich, ist es unter Verwendung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung auch möglich, beide Siegelbacken in Schließrichtung zueinander zu bewegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, der funk­ tionswichtigen Teile der erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Querschneiden und/ oder Querschweißen von siegelfähigem Bahnmaterial umfaßt zwei zueinander parallele Wellen 1, 2, welche in einem Ge­ stell 7 drehbar gelagert sind. An einem Ende jeder Welle ist eine Anschlußmöglichkeit für ein Zahnrad 14, 15 eines Zahn­ radpaares vorgesehen, so daß die beiden Wellen 1, 2 synchron zueinander mit gleicher Drehgeschwindigkeit bewegbar sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Welle 1 zu­ sätzlich mit einer Antriebseinrichtung 16 verbunden.

Die gezeigte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die obere Welle 1 fest, d.h. nicht verschiebbar an dem Gestell 7 ge­ lagert ist, ebenso wie die untere Welle 2. Es ist somit mög­ lich, die beiden Zahnräder 14, 15 stets in kämmendem Ein­ griff zueinander zu halten, wobei sich der Teilkreis, auf welchem sich die Zahnflanken berühren, nicht verschiebt.

An den Wellen 1, 2 sind jeweils Träger 17 gelagert, an wel­ chen wiederum jeweils Lagerblöcke 18 gelagert sind, welche sich parallel zu den Wellen 1, 2 erstrecken und so an dem Träger 17 geführt sind, daß eine radiale Verstellung, bezo­ gen auf die Längsachse der Wellen 1, 2 möglich ist. Die La­ gerblöcke 18 tragen jeweils eine Siegelbacke 3-6, es sind somit an jeder Welle 1, 2 zwei Siegelbacken angeordnet.

Die Endbereiche der Lagerblöcke 18 stehen über die Träger 17 vor und sind mit einer drehbaren Rolle 19 versehen, welche in einer Kurvenbahn 8 einer Kurvenscheibe 9 läuft.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Kurvenbahnen 8 je­ weils in Form einer geschlossenen Kurvenbahn ausgebildet und an dem der Mittellinie des bahnförmigen Materials zugeordne­ ten Bereich 12 abgeflacht. Weiterhin ist aus Fig. 3 ersicht­ lich, daß an jedem der Lagerblöcke 18 zwei Rollen 19 gela­ gert sind, um eine Verkippung der Lagerblöcke 18 bzw. der Siegelbacken 3-6 zu verhindern.

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sind die beiden Bereiche der Wellen 1, 2 zueinander gleich ausgebildet. Dabei sind ins­ besondere die Kurvenscheiben 9, welche fest an dem Gestell 7 gelagert sind, gleich oder zumindest spiegelbildlich ausge­ staltet. Weiterhin ist an jedem Endbereich des jeweiligen Lagerblocks 18 eine Kurvenscheibe 9 mit einer Kurvenbahn 8 vorgesehen.

Erfindungsgemäß ist an der unteren Welle 2 an deren freiem stirnseitigem Ende jeweils eine Steuerscheibe 10 (siehe ins­ besondere Fig. 2) drehfest gelagert. Mit der Steuerscheibe 10 befindet sich ein Abtastelement 11, welches beispielswei­ se in Form einer Rolle ausgebildet sein kann, in Kontakt, welches wiederum mit den unteren Kurvenscheiben 9 verbunden ist. Diese sind seitlich verschiebbar angeordnet und gestat­ ten es, in Abhängigkeit von der jeweiligen Bahnform der Steuerscheibe 10 mittels des Abtastelements 11 die Siegel­ backen 5, 6 zu verschieben. Wie insbesondere aus Fig. 3 er­ sichtlich ist, erfolgt die Verschiebung so, daß die beiden zugeordneten Siegelbacken (Bezugsziffern 4 und 5 gemäß der Darstellung von Fig. 3), welche einander gegenüberliegen und im jeweiligen Moment zur Versiegelung oder Verschweißung des Bahnmaterials dienen sollen, gegeneinander angedrückt wer­ den. Es ist somit sichergestellt, daß die Siegelbacken nicht mit dem Bahnmaterial kollidieren, bevor sie die zur Versie­ gelung erforderliche Stellung eingenommen haben.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abtastelement 11 jeweils über einen Querträger 20 mit der zugehörigen Kur­ venscheibe 9 verbunden. Der Querträger 20 ist über Lager­ bolzen 21 an dem Gestell 7 geführt. Weiterhin ist auf den Lagerbolzen 21 jeweils ein Lagerblock 22 geführt, welcher mit der Kurvenscheibe 9 verbunden ist.

Zur Betätigung und Bewegung der Kurvenscheibe 9 ist ein An­ triebselement 13 vorgesehen, welches beispielsweise in Form eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders oder in Form ei­ nes einfach wirkenden Hydraulikzylinders mit einer Rück­ stellfeder ausgebildet ist. Das Antriebselement 13 bewegt somit letztendlich die jeweilige Siegelbacke 5 oder 6 in Richtung zu der zugehörigen Siegelbacke 3 oder 4, wenn die Steuerscheibe 10 eine derartige Bewegung ermöglicht.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Querschneiden und/oder Querschweißen von siegelfähigem Bahnmaterial mit zwei zueinander paralle­ len, an einem Gestell (7) gelagerten Wellen (1, 2), an welchen drehfest jeweils zumindest eine Siegelbacke (3-6) gelagert ist, wobei der Abstand der Siegelbacken (3-6) veränderbar ist und die Siegelbacken (3-6) in Sie­ gelstellung gegeneinander vorspannbar sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Wellen (1, 2) in einem nicht veränderbaren Abstand am Gestell (7) gelagert sind und daß zumindest eine Siegelbacke (5, 6) in einer Kur­ venbahneinrichtung geführt ist, welche zusammen mit der Siegelbacke (5, 6) unter einstellbarem Anpreßdruck in Schließstellung der Siegelbacken (5, 6) bewegbar ist, wenn die Siegelbacken (5, 6) einander gegenüberliegend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck mittels eines auf die Kurvenbahneinrich­ tung wirkenden Federelements einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck mittels eines mit der Siegelbacke (5, 6) zusammenwirkenden Federelements einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Federelement einstellbar ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in Form eines doppelt wirkenden Hubzy­ linders ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in Form eines einfach wirkenden Hubzy­ linders ausgebildet ist und mit einer Rückstellfeder versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurvenbahneinrichtung zumindest eine in sich geschlossene, in einer Kurvenscheibe (9) ausgebildete Kurvenbahn (8) umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß drehfest auf der Welle (2) der verstellbaren Siegelbacke (5, 6) eine Steuerscheibe (10) angeordnet ist, welche mit einem Abtastelement (11) in Eingriff ist, welches zur Bewegung der Kurvenscheibe (9) mit dieser verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement (11) in Form einer Rolle ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kurvenscheibe (9) eine Steuerkurvenbahn ausgebil­ det ist, welche zur Bewegung der Siegelbacke (5, 6) mit einem an der Welle (2) der verstellbaren Siegelbacke (5, 6) gelagerten Abtastelement in Eingriff ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement in Form eines mit der Welle (2) umlaufenden Arms ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (9) mittels eines Antriebselements (13) verschiebbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement einen doppelt wirkenden Kolben umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement einen einfach wirkenden, mit einer Rückstellfeder versehenen Kolben umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurvenbahn (8) in dem Bereich (12), in welchem die Siegelbacken (3, 6; 4, 5) gegenein­ ander zu bewegen sind, abgeflacht ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Siegelbacken (3, 4; 5, 6) in Schließrichtung bewegbar sind.