DE69715079T2 - Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Aufgussbeuteln - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum automatischen Herstellen von Filterbeuteln, gefüllt mit aufgiessbaren Substanzen, zum Beispiel Tee, Kräutertees und ähnlichen Produkten.
• Die Verwendung von Filterbeuteln als Mittel zur Zubereitung von individuellen Getränken durch Aufguss, sei es zu Hause wie auch in der Gastronomie, ist heute weltweit allgemeine Praxis. Es ist tatsächlich aufgrund von deren Einfachheit und Leichtigkeit in der Benutzung, dass Filterbeutel so weitverbreitet akzeptiert worden sind.
• Im Hinblick auf diese zunehmende Beliebtheit wurden natürlich Versuche unternommen, die Wirkung des einzelnen Beutels immer mehr zu verbessern, insbesondere von Seiten jener, welche das Produkt auf dem Markt vertreiben; man hat Verbesserungen in der Einbehaltung der einzelnen Substanz, in der Geschwindigkeit des Zusammenwirkens mit Flüssigkeiten während der dem Aufguss zugestandenen Zeit, in der Haltbarkeit, in der Leichtigkeit bei der Endverpackung und so fort gesehen.
• Zum Beispiel hat man einen Wechsel von dem ursprünglichen Beutel, der sich als einzelne Hülle mit einem durch einen Faden befestigten Greifetikett oder Anhänger zeigte, zu dem heute bekannteren Modell mit doppelter Hülle (ebenfalls mit Faden und Greifetikett und in einigen Fällen einzeln verpackt), welches aus einem schlauchförmigen Zuschnitt aus Filterpapier geformt ist, gefüllt mit zwei getrennten Dosen der Substanz und doppelt gefaltet (wobei eine wirksamere Freigabe der Substanz erhalten wird, zurückzuführen auf die grössere Oberfläche im Kontakt mit der Flüssigkeit), beobachten können, wie auch zu dem einfacheren Typ von Beutel, bestehend aus einer flachen rechteckigen oder runden Hülle, ohne Faden oder Anhänger, welche allgemein in Schachteln verpackt ist, die eine oder mehrere Reihen davon aufnehmen, und zwar ohne zusätzliche Umwicklung.
• In der vorliegenden Beschreibung wird auf eine Vorrichtung zum Herstellen dieses letzteren Beuteltyps Bezug genommen, und insbesondere auf Beutel mit einer Einzeldosis, bestehend aus einer einzelnen Hülle von rechteckiger oder runder Form und allgemein Seite an Seite als Paare angeordnet, hergestellt aus einem Paar von flachen Filterpapierstreifen, die einer gegen den anderen angeordnet und entlang den Kanten miteinander versiegelt sind, wobei sie jeweils eine Dosis einer aufgiessbaren Substanz enthalten. In ihrer heutigen Form enthalten die automatischen Vorrichtungen des betreffenden Typs (s. auch Italienisches Patent Nr. 1 199 414 auf den Namen derselben Anmelderin) eine Reihe von Stationen, die entlang einer im wesentlichen horizontalen Vorlaufbahn angeordnet sind, und durch welche die einzelnen Beutel mit dem aufgiessbaren Produkt hergestellt und zum Verpacken in Schachteln vorbereitet werden.
• An einer Abwickelstation, die als erste in der Folge entlang der Vorlaufbahn angeordnet ist, wird ein kontinuierlicher Streifen von Filterpapier von einer Rolle abgezogen und der Länge nach in zwei Hälften geteilt; die erste Hälfte wird unter eine Station geleitet, von welcher einzelne Dosen der aufgiessbaren Substanz abgegeben werden, oder auch paarweise jeweils zwei Seite an Seite angeordnete, während die zweite Hälfte um die Abgabestation herumgeführt wird und dann eine Position über der ersten Hälfte einnimmt, wobei sie die einzelnen oder paarweisen Dosen der bereits auf dem Papier abgelegten Substanz abdecken.
• Die nächste Station in der Folge, beziehungsweise die entlang der Vorlaufbahn im Anschluss an die Abgabestation angeordnete, enthält Mittel, durch welche der äussere Rand der beiden zusammengefügten Hälften heissversiegelt wird und, wo die Beutel paarweise hergestellt sind, auch die Mittellinie, welche die nebeneinander auf der ersten Hälfte liegenden Dosen der aufgiessbaren Substanz voneinander trennt. Solche Mittel zum Heisssiegeln bestehen typischerweise aus einem Paar von sich gegeneinander um entsprechende horizontale Achsen drehenden Rollen, die eine direkt über der anderen angeordnet sind.
• Der kontinuierliche Streifen von auf diese Weise hergestellten Beuteln läuft auf einer Auflagefläche bis zu einer Station vor, an welcher er in Längsrichtung mit Hilfe eines speziellen Schneidwerkzeugs getrennt wird, und danach durch eine weitere Station, an welcher er durch ein zweites rotierendes Schneidwerkzeug in Querrichtung und in eine Anzahl von einzelnen Beuteln getrennt wird. Die einzelnen Beuteln werden dann paarweise in einer Station gestapelt, die sich unmittelbar im Anschluss an die Querschneidestation befindet. Genauer gesagt werden die Beutel in einer bestimmten Zahl im Inneren eines vertikalen Kanals gestapelt, dann nach dem vertikalen Senken auf einer sich bewegenden horizontalen Fläche freigegeben und an die anschliessenden Stationen weitergeleitet, die entweder in die Maschine eingebaut oder von dieser getrennt sind, und durch welche das Endprodukt in Schachteln verpackt wird.
• Jede der an den verschiedenen, oben erwähnten Stationen arbeitenden Betriebseinheiten (Abgabevorrichtung, Heisssiegelrollen, Schneid- und Stapelvorrichtungen) wird durch ein Antriebssystem in Bewegung gesetzt, welches normalerweise zentralisiert und mit den einzelnen Einheiten über mechanische Übertragungsmechanismen verbunden ist, enthaltend Zahnräder, Ketten oder Riemen; die Antriebsverhältnisse und die Proportionen derselben werden je nach dem von jeder Einheit geforderten Ausstoss gewählt, so dass die Produktion der Beutel gleichbleibend und korrekt gehalten wird, oder nach der Abmessung des Endproduktes. Mit anderen Worten arbeitet die Vorrichtung nach bestimmten Schlüsselparametern, nämlich der Abmessung des Filterbeutels, welche, wenn sie gewechselt werden, das Anpassen oder den Austausch der Heisssiegelrollen und der Abgabevorrichtung erfordern, sowie den Wechsel des endgültigen Verpackungsformates, das heisst die Zahl der Beutel oder der Paare von Beuteln, die zum Verpacken in einer Schachtel bestimmt ist.
• Es ist ebenfalls eine Verpackungsmaschine von hoher Geschwindigkeit bekannt, beschrieben in US-Patent Nr. 4,722,168, bei welcher die Antriebsmotoren für Zurführförderer, Zahnräder, Schneid- und Siegelkopf und ein Entladeförderer durch ringförmig geschlossene Steuervorrichtungen elektronisch gesteuert werden, welche die Befehle von einem programmierten Mikroprozessor erhalten. Der auf dem Mikroprozessor basierende Aufbau der horizontalen Verpackungsmaschine weist eine bedeutend grössere Flexibilität insgesamt in der Einrichtung, der Inbetriebnahme, beim Lauf und beim Umstellen auf eine andere Produktauswahl auf.
• Nach diesem Modell gebaute Maschinen behaupten sich seit langem auf dem Markt und sind in der Lage, einen hohen Ausstoss pro Zeiteinheit mit einer beachtlichen Qualitätsgarantie in Bezug auf das fertige Produkt miteinander zu verbinden, verraten jedoch gleichzeitig einen Mangel an "Flexibilität" was die Materialanforderungen des Herstellers betrifft, also typischerweise die Notwendigkeit, für einen bestimmten Markt schnell auf ein anderes Verpackungsformat wechseln zu müssen (Zahl von Beuteln pro Schachtel), sowie die Möglichkeit, kleinere Änderungen an der Abmessung und/oder der Form des Beutel vornehmen zu können. Um die Einstellung einer solchen Vorrichtung zu ändern ist es notwendig, jedesmal das Antriebsverhältnis für jede der Stationen zu ändern, die von dem Wechsel betroffen ist, und dabei manuelle Einstellungen an dem Übertragungsmechanismus zwischen dem Antriebssystem und der Betriebseinheit vorzunehmen und somit die von den Einheiten bei Beginn des Zyklus belegten Positionen zu wechseln. Dies erfolgt zum Beispiel mit Hilfe eines Kreisnonius, der sich an jedem Zahnrad befindet und zum Einstellen eines neuen "Nullpunktes" oder eines Ausgangspunktes für die Einheit verwendet werden kann, oder vielleicht auch durch das vollkommene oder teilweise Wechseln des Übertragungsmechanismus.
• Diese Arbeit zwingt jedoch unvermeidbar zum Anhalten und lässt die Vorrichtung für eine erhebliche Zeit still stehen, was sich folglich negativ auf deren gesamte Produktivität auswirkt, und zwar jedesmal, wenn solche Notwendigkeit des Umstellens auftritt.
• Zweck der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Aufgussbeuteln, welche aufgiessbare Substanzen enthalten, vorzusehen, die auf solche Weise ausgelegt ist, dass der Ausstoss pro Zeiteinheit und das endgültige Verpackungsformat automatisch gewechselt werden können, ohne dass die Maschine selbst für eine längere Dauer angehalten werden muss und ohne die Notwendigkeit von mechanischen Einstellungen direkt an jedem ihrer Bestandteile, ausser natürlich dem Austausch von Betriebseinheiten oder Gruppen, welche direkt durch die Form und Grösse des Beutels beeinflusst sind, wie die Abgabevorrichtung, die Heisssiegelrollen usw.; dagegen werden sei es die Winkelposition der die verschiedenen Betriebseinheiten antreibenden Wellen wie auch die absolute Position im Raum der genannten Betriebseinheiten direkt auf solche Weise gesteuert, dass die Motoren in wenigen Augenblicken erneut getaktet werden können und der Betriebszyklus der Vorrichtung ohne Verzögerung wieder gestartet werden kann.
• Der gewünschte Zweck ist erreicht nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.
• Die Erfindung wird nun im Detail durch ein Beispiel beschrieben sowie mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen, von denen
• - Abb. 1 eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum automatischen Herstellen von Filterbeuteln, enthaltend aufgiessbare Substanzen, zeigt, gesehen in einer allgemeinen schematisch dargestellten Erhebung;
• - Abb. 2 zeigt die Folge von Phasen der Herstellung eines Filterbeutels unter Verwendung der Vorrichtung wie in Abb. 1, ausgehend von einem Streifen aus Filterpapier und endend mit dem Austreten eines einzelnen Beutels, gesehen teilweise in Plandarstellung und teilweise in seitlicher Erhebung;
• - Abb. 3 ist ein Blockdiagramm von den das Steuersystem bildenden Elementen, mit welchen die Antriebe der beschriebenen Vorrichtung verriegelt sind;
• - Abb. 4 ist ein vergrössertes Detail der Vorrichtung aus Abb. 1, welches die Art und Weise zeigt, in der die Längs- und Querschneidevorrichtungen und die Stapelstation an die jeweiligen Antriebe angeschlossen sind, gesehen schematisch und in der Erhebung sowie mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen.
• Wie aus den beiliegenden Zeichnungen erkennbar ist, und insbesondere aus der Abb. 2, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine automatische Vorrichtung zur kontinuierlichen Produktion von Filterbeuteln 1, enthaltend eine aufgiessbare Substanz (typischerweise Teeblätter, Kamillenblüten usw.).
• Der Beutel 1 (s. Abb. 2) ist vom Typ, der aus zwei einander zugewandten Streifen 2 und 3 aus Filterpapier gebildet wird, in denen eine Dosis 4d er Substanz eingeschlossen ist, und die an den Rändern miteinander heissversiegelt sind. Die Abb. 2 zeigt einen kontinuierlichen Streifen von solchen Beuteln 1, welcher in dem besonderen gezeigten Beispiel durch die verschiedenen Einheiten der Vorrichtung in Form von nebeneinander liegenden Paaren hergestellt ist, und zwar aus Gründen, die rein mit dem Ausstoss zusammenhängen, auch wenn das Prinzip deutlich dasselbe ist, wenn die Beutel in einer einzigen Reihe unter Verwendung von schmaleren Streifen hergestellt werden. Kurz gesagt bleibt das der Vorrichtung zugrundeliegende erfinderische Konzept unverändert.
• Die betreffende Vorrichtung enthält eine Reihe von Stationen (s. Abb. 1), die entlang einer horizontalen Vorlaufbahn angeordnet sind, angezeigt durch den mit A bezeichneten Pfeil.
• Als erste in der Reihe entlang der Vorlaufbahn A angeordnet ist eine Station 5, an welcher eine kontinuierliche Folie F aus Filterpapier von einer grossen Spule 6 abgewickelt wird, welche an einem sich frei drehen Zapfen 37 befestigt ist; die Folie kann anfangs in einem Stück zugeführt und dann getrennt werden, wie in dem Beispiel der Zeichnungen, oder es können alternativ zwei getrennte Spulen verwendet werden.
• Die sich abwickelnde Folie F wird mit Hilfe von Umlenkrollen 38 den Schneidmitteln 7 für den Längsschnitt zugeführt, in den Zeichnungen gezeigt als ein kreisförmiges Schneidwerkzeug 7c, das an einer feststehenden Struktur 36 der Vorrichtung befestigt ist, und in zwei Folien F2 und F3 von gleicher Breite geteilt, die zuletzt zum Formen des Beutels 1 miteinander heissversiegelt werden (wie in Abb. 2 gesehen werden kann).
• Danach wird der erste Streifen 2 oder die erste Folie F2 in eine zweite Station 8 geleitet, von welcher Dosen 4 der aufgiessbaren Substanz abgegeben werden, und zwar durch die Wirkung von Dosiermitteln 9, ausgebildet als eine Drehtrommel 39, die durch einen entsprechenden Motor 8m in Bewegung gesetzt wird; die Dosen 4 werden paarweise und aufeinanderfolgend auf dem vorlaufenden Streifen 2 abgelegt (s. Abb. 2). Die Trommel 39 empfängt wiederum die Substanz von einem Trichter 40 (herkömmlich in der Ausführung und daher nur teilweise gezeigt), der oberhalb der Trommel montiert und an diese angeschlossen ist.
• Im Anschluss an den Längsschnitt läuft der zweite Streifen 3 oder die zweite Folie F3 in Richtung der zweiten Station 8, welche sie an einem bestimmten Punkt hinter der Drehtrommel 39 erreicht; praktisch wird der zweite Streifen 3 an der zweiten Station 8 vorbei geführt, wobei er indessen durch Umlenkmittel 10, die aus einem Satz leerlaufender und oberhalb der Drehtrommel 39 angeordneter Rollen 10r bestehen, abgeleitet wird; danach wird er nach unten geleitet und deckt den bereits dort vorhandenen ersten Streifen 2 mit den abgegebenen Dosen 4 ab.
• Die zwei miteinander verbundenen Streifen 2 und 3 laufen zu einer dritten Station 11 vor, an welcher sie in längsverlaufenden und querverlaufenden Richtungen miteinander heissversiegelt werden. Diese dritte Station enthält ein Paar von sich gegeneinander drehenden Rollen 11a und 11b, die durch einen Antrieb in Bewegung gesetzt werden, welcher einen einzigen Motor 11m und einen Zahnriemen 41 enthält; die beiden Rollen 11a und 11b weisen eine profilierte und beheizte Kontaktfläche auf (herkömmlich in der Ausführung und daher nur teilweise gezeigt), so dass sie einen Randbereich der Streifen 2 und 3 heissversiegeln, der eine jede Dosis 4 umgibt (die Umrisslinie wird je nach den Anforderungen an Verpackung und Markt gewählt) und somit eine Anzahl von einzelnen Beuteln 1 erzeugen, noch zusammenhängend in einem kontinuierlichen Streifen und paarweise nebeneinander liegend vorlaufend (wie auch in Abb. 2 gezeigt ist).
• Bezugnehmend auf die Abb. 1 sind die beiden, sich gegeneinander drehenden Rollen 11a und 11b überhängend montiert, jede drehbar um einen Zapfen, der mit der jeweiligen horizontalen Drehachse übereinstimmt und mit 11ay und 11by bezeichnet ist. Die Zapfen 11ay und 11by sind vorn an der Vorrichtung fest mit entsprechenden beweglichen Armen 42 verbunden, welche wiederum an der Rückseite der Vorrichtung mit entsprechenden Enden von einem Paar von Stangen 25 und 26 verbunden sind; die beiden Stangen bilden zusammen ein Kniehebelgetriebe 27, das drehbar an das Ende eines Drucklufttriebes 28 (praktisch ein Kolben) angeschlossen ist, letzterer horizontal angeordnet und an der vorgenannten feststehenden Struktur 36 verankert, und durch welchen die beiden Rollen 11a und 11b beim Start eines Zyklus und wenn der Zyklus unterbrochen wird jeweils einander genähert oder voneinander entfernt werden können, und zwar durch ein Steuermittel, dass nachstehend noch näher beschrieben wird.
• Entlang der Vorlaufbahn und im Anschluss an die Heisssiegelrollen 11a und 11b wird der vorlaufende Streifen von Beuteln 1 an einer sechsten Station 12 in Längsrichtung geschnitten, und zwar mit Hilfe eines zweiten kreisförmigen Schneidwerkzeugs 13, und in zwei Hälften geteilt, mit dem Ergebnis, dass zwei parallele Streifen von Beuteln 1 erzeugt worden sind (die Numerierung der Stationen ergibt sich aus der chronologischen Folge der nachstehenden Ansprüche, daher die leichte Abweichung in der Beschreibungsfolge, wenn die Beschreibung gelesen wird).
• Genauer gesagt ist das zweite Schneidwerkzeug 13 für den Längsschnitt (s. Abb. 1 und 4) unterhalb der Vorlaufbahn A angeordnet, welcher der kontinuierliche Streifen von Beuteln 1 folgt, während die Station 12 ebenfalls eine Gegendruckrolle 29 enthält, angeordnet oberhalb des Schneidwerkzeugs 13 und des Streifens und drehbar an einem Block 30 montiert, der an der feststehenden Struktur 36 der Vorrichtung montiert ist. Mit 29a ist ein Paar von Klemmrollen bezeichnet, die unmittelbar vor dem Schneidwerkzeug 13 positioniert sind.
• Der Streifen von Beuteln 1 (noch nicht in Längsrichtung getrennt) kann mit Hilfe eines Klemmelementes 31 gehalten werden, das zwischen den beiden Rollen 29 und 29a angeordnet und an dem gleichen Block 30 verankert ist, und dessen operativer Endabschnitt in der Lage ist, eine vertikale Bewegung zwischen einer nicht aktiven angehobenen Position, in welcher es einen solchen Abstand von dem Streifen hat, dass dieser vorlaufen kann, und einer aktiven gesenkten Position des stabilen Kontaktes auszuführen, in welcher der Streifen daran gehindert wird, weiter vorzulaufen oder zu der dritten Station 11 zurückzulaufen, und zwar in dem Falle, dass der Betriebszyklus unterbrochen wird.
• Im Anschluss an die sechste Station 12 werden die beiden kontinuierlichen Streifen von Beuteln 1 in Querrichtung getrennt, und zwar an einer vierten Station 14, enthaltend ein erstes Schneidwerkzeug 15, das aus einer Rolle 15r besteht, die mit einem Messer mit Doppelschneide versehen ist, und zwar auf solche Weise, dass einzelne Beutel erzeugt werden (s. Abb. 2); das Schneidwerkzeug 15 wird durch einen entsprechenden Motor 14m angetrieben, welcher ebenfalls die Umdrehung auf das zweite Schneidwerkzeug 13 überträgt, und zwar über einen weiteren Zahnriemen 14c.
• Die geschnittenen Beutel 1 werden nun gesammelt und an einer fünften Station 16 durch die Wirkung von Mitteln 17 gestapelt, durch welche die Stapel je nach den Anforderungen an die Verpackung und in einer bestimmten Zahl gebildet werden.
• Genauer gesagt sind die betreffenden Mittel 17 als vertikaler Kanal 32 mit offenen oberen und unteren Enden ausgeführt, durch welchen die einzelnen Beutel 1, immer zwei nebeneinander, einer über dem anderen gestapelt (wobei ein Paar von Stapeln P1 und P2 geformt wird, jeweils bestehend aus einzelnen Beuteln) und anfangs von zwei Trägern 48 gehalten werden, bevor sie nach unten auf eine mit 33 bezeichnete bewegliche Plattform fallen.
• Es ist durch diese beiden Träger 48, von denen einer auf jeder Seite des Kanals 32 angeordnet sind, dass die Beutel 1 getrennt und in die erforderliche Zahl für den jeweiligen Stapel P1 und P2 aufgeteilt werden, um die endgültige Verpackung herzustellen. Die Träger 48 sind im wesentlichen C-förmig ausgebildet und einander zugewandt angeordnet, und zwar mit dem aktiven oberen Ende durch die jeweiligen Schlitze einschiebbar, die von den Wänden des Kanals 32 aufgewiesen sind. Die unteren Enden sind drehbar mit einer Halterung 49 verbunden, welche wiederum an einem Riemen 50 befestigt ist, letzterer angetrieben von einem weiteren Motor 48m auf solche Weise, dass die Träger 48 entlang dem Kanal 32 in Bewegung versetzt werden können.
• Die Träger 48 sind dazu bestimmt, sich voneinander zu entfernen und sich einander zu nähern, jeweils entsprechend offenen und geschlossenen Positionen, wobei die oben erwähnte drehbare Verbindung genutzt wird (s. Abb. 4). Verankert mit ihren unteren Enden an der Kolbenstange 48a eines vertikal angeordneten Triebes 48p, der starr mit der Halterung 49 verbunden ist, können die Träger 48 durch den Trieb 48p voneinander entfernt werden (wie in Abb. 4 gezeigt), wenn der Stapel von Beuteln 1 auf die Plattform 33 fallen soll, und dann einander genähert werden, um eine provisorische zweite Plattform darüber zu bilden und somit die gestapelten Beutel 1, die bereits auf der beweglichen Plattform 33 abgelegt sind und zum Boden des Kanals 32 hin sinken, von den geschnittenen Beuteln 1 zu trennen, die weiterhin oben eintreten und dazu bestimmt sind, die nächste Packung zu bilden.
• Die Plattform 33 ist in der Lage, eine Hebe- und Senkbewegung im Inneren des Kanals 32 auszuführen, und ihr Betrieb ist getaktet im Verhältnis zu der Öffnungs- und Schliessbewegung der Träger 48 auf solche Weise, dass die Beutel 1 in der erforderlichen Zahl für die nächsten Verpackungsphasen an anderen Stationen zusammengestellt werden können.
• Um diese Hebe- und Senkbewegung erhalten zu können, ist die Plattform 33 starr mit einem Trägerelement 43 verbunden, in der Lage, entlang einer an der feststehenden Struktur 36 der Vorrichtung verankerten Stange 44 zu gleiten; das Trägerelement 43 wird mit Hilfe eines Hebelarms 45 in Bewegung gesetzt, der an einem Ende drehbar an das Element und an dem entgegengesetzten Ende an die feststehende Struktur 36 angeschlossen ist, und der ebenfalls mit einem Kurbelmechanismus verbunden ist, der eine Stange 46 enthält, von welcher ein Ende in einem von dem Arm 45 aufgewiesenen Schlitz 45a verankert ist und das verbleibende Ende an einem Rad 47, angetrieben von einem mit 16m bezeichneten Motor. Auf diese Weise wird dem Arm 45 eine wechselweise Bewegung verliehen und die die Beutel 1 tragende Plattform 33 wird mit jeder Umdrehung des angetriebenen Rades 47 angehoben und gesenkt.
• Jedesmal, wenn die bewegliche Plattform 33 ihre untere Hubgrenze erreicht, bewegt ein am Boden des Kanals 32 angeordneter Schieber 51 die beiden Stapel P1 und P2 von Beuteln 1 in einer horizontalen Richtung zu den vorerwähnten Verpackungsstationen hin (in den Zeichnungen nicht dargestellt, da von herkömmlicher Ausführung und zufällig bei der vorliegenden Erfindung verwendet).
• Der Schieber 51 wird durch eine Stange 52 in Bewegung gesetzt, die über einen in seiner Gesamtheit mit 53 bezeichneten Übertragungsmechanismus an eine Nocke 47c angeschlossen ist, welche ebenfalls mit dem die Plattform 33 antreibenden Motor 16m verbunden ist, und zwar auf solche Weise, dass der Schieber und die Plattform 51 und 33 ständig synchronisiert sind.
• Am oberen Ende der Stapelstation 16 angeordnet befindet sich ein Arm 34, durch welchen die Beutel 1 zwangsläufig in den Kanal 32 geleitet werden; angeordnet quer zu dem Kanal und angelenkt mit Hilfe eines Drehzapfens 35 an die feststehende Struktur 36 der Vorrichtung, arbeitet der Arm 34 mit wechselweiser Bewegung im Takt mit den Bewegungen der verbleibenden Stationen, wobei er gleichermassen an den das erste Schneidwerkzeug 15 antreibenden Motor 14m angeschlossen ist, und bewegt sich in einer vertikalen Richtung V auf solche Weise, dass sein freies Ende 34a fest auf die von dem ersten Schneidwerkzeug 15 kommenden Beutel 1 drückt und somit deren korrektes Eintreten in den Kanal 32 erleichtert und sichert.
• Die wichtigsten Betriebseinheiten der meisten der bis hier beschriebenen Stationen, insbesondere die Abgabestation 8, die Heisssiegelstation 11, die Schneidestation für den Querschnitt 14 und die Stapelstation 16, sind von speziellen Motoren angetrieben, jeweils bezeichnet mit 8m, 11m, 14m und 16m, wie auch 48m im Falle der Träger 48; jeder Motor arbeitet unabhängig von und im Takt mit den anderen Motoren und sorgt für eine jeweilige Betriebsachse 8x, 11x, 14x, 16x und 48x, deren Winkelposition elektrisch gesteuert ist.
• Mit anderen Worten wird jede einzelne Achse 8x, 11x, 14x, 16x und 48x, die in der Vorrichtung einen bestimmten Arbeitszyklus ausführt, unabhängig von bestimmten Betriebsparametern (nachstehend näher beschrieben) gesteuert, und zwar durch Elemente, welche direkt und indirekt mit der Bewegung derselben Achse verbunden sind. Genauer gesagt bildet eine der elektrisch gesteuerten Achsen, insbesondere die das erste Schneidwerkzeug 15 für den Querschnitt antreibende Achse 14x, die Bezugsachse, auf welche alle anderen Achsen bezogen sind. Auf diese Weise wird es möglich, Betriebsparameter für den Start des Zyklus oder zum Wechseln dieser Parameter selbst während des Zyklus festzulegen.
• Alle Achsen dieser Vorrichtung, wobei die Bezeichnung "Achse" den Elektromotor zusammen mit der Einheit 8g, 11g, 14g, 16g und 48g betrifft, durch welche ihr Betrieb gesteuert ist (wie in dem Diagramm in Abb. 3 gezeigt wird), sind mit einer Überwachungs- und Steuereinheit 21 verriegelt (zum Beispiel durch Verwendung von gedruckten Schaltmodulen), so dass deren Winkelpositionen eine im Verhältnis zu der anderen überwacht werden, und zwar auf der Basis von veränderbaren Betriebsparametern, wie zum Beispiel der beim Herstellen der Filterbeutel 1 angewandte Zyklustyp, die Zahl der Beutel pro Packung wie auch die Ausführung und Grösse des einzelnen Beutels.
• Zu diesem Zweck, und stets unter Bezugnahme auf Abb. 3, ist jede Achse 8x, 11x, 14x, 16x und 48x mit jeweiligen ersten Mitteln 18 versehen (üblicherweise herkömmliche Encoder, die direkt auf die entsprechende Antriebswelle aufgezogen sind), durch welche die Position der Achse als Winkelwert und im Verhältnis zu der entsprechenden Station 8, 11, 14, 16 und 48 überwacht wird, wie auch mit zweiten Mitteln 19 (üblicherweise herkömmliche Annäherungsfühler, die indirekt mit der entsprechenden Antriebswelle verbunden sind), durch welche die absolute Position im Raum der Maschinenelemente festgelegt wird, die den einzelnen Achsen 8x, 11x, 14x, 16x und 48x zugeordnet sind, wie beispielsweise die Trommel 39, die Heisssiegelrollen 11a und 11b, das erste Schneidwerkzeug 15, die Plattform 33 und die Träger 48. Kurz gesagt wird jedes Maschinenelement überwacht, sei es in Bezug auf seine zu einem bestimmten Augenblick im Rahmen des Betriebszyklus erwartete Position, wie auch in Bezug auf sein vorbestimmte absolute Position im Licht der vorgenannten Betriebsparameter, welche durch die Überwachungs- und Steuereinheit 21 vorprogrammierbar sind.
• Wie aus der Abb. 3 ersichtlich ist, kann die Überwachungs- und Steuereinheit 21 ein Schaltmodul 22 für jede der Achsen 8x, 11x, 14x, 16x und 48x haben, welches die jeweilige Winkelposition auf der Basis von Werten Va und Va' überwacht und steuert, empfangen durch das Modul von den ersten und zweiten Positionsabtastern 18 und 19, sowie von Werten Vb und Vb', die von der Bezugsachse 14x kommen. Als Alternative können eine Anzahl von Achsen steuernde Mehrfachmodule verwendet werden (je nach Auslegung der Module), wie in Abb. 3 gezeigt ist, wo ein einzelnes Modul 22 zwei Achsen steuert.
• Zusätzlich enthält die Überwachungs- und Steuereinheit 21 Mittel 23, durch welche die Geschwindigkeit der Bezugsachse 14x verändert wird und als Ergebnis man die gleichzeitige Regulierung der Geschwindigkeit der untergeordneten Achsen erhält, welche die verbleibenden Stationen der Vorrichtung antreiben, und zwar aufgrund von deren Verbindung durch die jeweiligen Module 22. Um die Kontrolle über die Geschwindigkeitsveränderungen zu haben, ist die Überwachungs- und Steuereinheit 21 wiederum an eine Einheit 24 angeschlossen, so dass unter Verwendung einer geeigneten Software eine Sichtbarmachung erfolgt und manuelle oder programmierbare Veränderungen an den variablen Betriebsparametern erlaubt sind.
• Mit einer auf diese Weise ausgelegten Vorrichtung kann ein Hersteller schnelle Wechsel bei den Betriebszyklen vornehmen, ohne notwendigerweise die Vorrichtung zum Durchführen von Einstellungen für längere Zeit anhalten zu müssen, und ohne jeden Ausfall der Kontrolle über die Betriebseinheiten, was deren normalen Betrieb betrifft. Im Falle einer einfachen Veränderung der Betriebsgeschwindigkeit und daher des Ausstosses der Vorrichtung, bewirkt das einfache Eingeben eines neuen Ausstosswertes eine direkte Veränderung der Geschwindigkeit des Bezugsmotors; als Ergebnis übernehmen alle Module 22 den neuen Wert von dem Bezugsmotor und bringen die Steuereinheit des angeschlossenen Motors dazu (s. Pfeile C in Abb. 3), die Geschwindigkeit der jeweiligen Welle zu regulieren und dem neuen Wert anzupassen. Nochmals, in einem etwas weniger einfachen Fall des Wechselns auf ein neues Verpackungsformat, zum Beispiel mit Stapeln P1 und P2 enthaltend eine unterschiedliche Zahl von Beuteln, wird die entsprechende Kombination mit Hilfe der mit 24 bezeichneten Einheit gewählt; diese erzeugt dann über die verriegelten Module 22 eine Instruktion, die entsprechenden Motoren (in diesem Falle 16m und 48m) mit solchen neuen Winkelgeschwindigkeiten laufen zu lassen, dass das neue Format hergestellt werden kann. Mit den verschiedenen Motoren und den entsprechenden, elektrisch gesteuerten Achsen können Geschwindigkeits- und Formatwechsel schnell ausgeführt werden, und zwar bei Maschinentotzeiten, die nur einen sehr geringen Einfluss auf den Ausstoss haben.
• Die Lösung mit den ersten Abtastmitteln 18 direkt auf die Antriebswellen aufgezogen ist grundlegend für die Überwachungs- und Steuereinheit, zu jedem Augenblick die Winkelposition der entsprechenden Betriebsachse feststellen zu können, während mit den zweiten absoluten Abtastmitteln 19 der Position, angebracht vorzugsweise an den langsamen Achsen oder angeordnet entlang der Bahn der von diesen selbst angetriebenen Elemente, die Überwachungs- und Steuereinheit in der Lage ist, die Position im Raum eines bestimmten Elementes festzustellen, unabhängig von der Drehzahl, welche die Welle des entsprechenden Motors pro Betriebszyklus ausführen muss, also eine vom Zyklus abhängige Information.
• Ein anderes Beispiel der von der beschriebenen Vorrichtung aufgewiesenen Flexibilität ist die Leichtigkeit, mit welcher die Position der Heisssiegelnähte im Verhältnis zu dem anschliessenden Querschnitt verändert werden kann, um so ein korrektes Ausrichten zwischen der Heisssiegelnaht und dem Schnitt zu erreichen; der Vorgang ist einfach und wird durch den entsprechenden Motor 11m gesteuert. Diese gleiche Flexibilität wird ähnlich deutlich bei dem Verfahren, bei welchem die Dosen 4 von Substanz auf dem Streifen 2 verteilt werden, und zwar insofern, dass die Position der Dosen im Verhältnis zu dem anschliessend durch das Schneidwerkzeug 15 für den Querschnitt ausgeführten Hub verändert werden kann, indem eine entsprechende Regulierung des Motors 8m, welche die Abgabemittel 9 steuert, vorgenommen wird.
• Mit Betriebseinheiten, die mit einem automatischen Steuersystem wie beschrieben und gezeigt verriegelt sind, können Positions- und Taktregulierungen mit einer Einfachheit vorgenommen werden, die bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik mit vollkommen mechanischen Übertragungsmechanismen nicht möglich war. Ausserdem wird im Falle einer Unterbrechung, hervorgerufen durch eine Blockierung im Zyklus oder durch einen Wechsel zu einem anderen Typ von Beutel 1, diese direkt durch die Überwachungs- und Steuereinheit 21 verwaltet, welche, wenn die Vorrichtung erneut anläuft, die Achsen wieder so reguliert, wie es nach der entsprechenden, von jeder im Augenblick des Anhaltens belegten Position erforderlich war, sowie nach der absoluten Position im Rahmen des Betriebszyklus.
• Ausserdem können die Öffnungs- und Schliessbewegungen der Heisssiegelrollen 11a und 11b automatisiert werden, so dass jeder Schaden an den die Station 11 im Augenblick des Stillstandes belegenden Streifen 2 und 3 verhindert wird. Wenn die Rollen 11a und 11b sich öffnen, erfasst die Überwachungs- und Steuereinheit 21 diese Bewegung und bewirkt, dass sich das Klemmelement 31 senkt und die gerade durch die Längsschneidevorrichtung laufenden Streifen von Beuteln 1 festhält; diese würden andernfalls zu den Heisssiegelrollen 11a und 11b zurückgezogen werden und die bereits geformten Beutel 1 folglich verloren gehen. Ein weiterer, von der beschriebenen Vorrichtung aufgewiesener Vorteil ist, dass die Teile von einer oder mehreren Stationen als untereinander austauschbare Baugruppen ausgeführt sein und auf der Basis der vorgenannten variablen Betriebsparameter gewählt werden können. Wenn zum Beispiel ein anderes Format der für einen bestimmten Typ von Beutel 1 benutzten Folie F2 und F3 gewählt wird, können die Heisssiegelrollen 11a und 11b leicht von den Armen 42 abgenommen und gegen andere ausgetauscht werden; die Arme bilden somit Mittel, durch welche die Baugruppe lösbar mit dem entsprechenden Elektromotor 11m verbunden ist, welcher kein austauschbarer Bestandteil ist.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Beuteln (1) enthaltend eine aufgiessbare Substanz, insbesondere von einem Beutel vom Typ aus zwei zusammengefügten Streifen (2, 3) von Filterpapier, die wenigstens eine Dosis (4) der Substanz einschliessen, welche Vorrichtung eine Anzahl von entlang einer Vorlaufbahn (A) angeordnete Stationen enthält:

- eine erste Station (5), an welcher eine erste Folie (F2) von Filterpapier, die den ersten Streifen (2) bildet, von einer Spule (6) abgewickelt und zu einer zweiten Station geleitet wird;

- eine zweite Station (8), an welcher eine Dosis (4) der aufgiessbaren Substanz auf den vorlaufenden ersten Streifen (2) abgegeben wird, und zwar durch Dosiermittel (9), die entlang der Vorlaufbahn (A) angeordnet sind, und an welcher derselbe erste Streifen (2) an einem Punkt im Anschluss an die Dosiermittel (9) von einer den zweiten Streifen (3) bildenden zweiten Folie (F3) erreicht und von dieser abgedeckt wird;

- eine dritte Station (11), an welcher die zusammengefügten Streifen (2, 3) in Längsrichtung und in Querrichtung durch ein Paar von sich entgegengesetzt drehenden Rollen (11a, 11b) heissversiegelt werden, wobei ein kontinuierlicher Streifen von in linearer Folge geordneten Beuteln (1) hergestellt wird;

- eine vierte Station (14), an welcher der kontinuierliche Streifen durch ein erstes Schneidwerkzeug (15) zum Querschneiden in eine Anzahl von einzelnen Beuteln (1) getrennt wird; und

- eine fünfte Station (16), an welcher die aus der vierten Station (14) vorlaufenden Beutel (1) durch Stapelmittel (17) aufgenommen werden, welche das Stapeln in einer zum anschliessenden Verpacken erforderlichen Zahl erlauben;

wobei wenigstens die zweite, dritte, vierte und fünfte Station (8, 11, 14, 16) durch Antriebsmittel (8m, 11m, 14m 16m) in Bewegung gesetzt werden, die unabhängig voneinander und synchron miteinander arbeiten, und von denen jedes als eine entsprechende Betriebsachse (8x, 11x, 14x, 16x) identifizierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Achsen (8x, 11x, 14x, 16x) elektrisch gesteuert und mit ersten Mitteln (18) versehen ist, durch welche die Winkelposition der Achse im Verhältnis zu der entsprechenden Station (8, 11, 14, 16) überwacht wird, und mit zweiten Mitteln (19), durch welche die absolute Position im Raum der Betriebseinheiten (9, 11a, 11b, 15, 17) überwacht werden, die durch die jeweiligen Achsen (8x, 11x, 14x 16x) in Bewegung gesetzt worden sind, wobei die absolute Position Funktion der variablen und durch die Überwachungs- und Steuereinheit (21) programmierbaren Betriebsparameter ist; wobei alle elektrisch gesteuerten Achsen (8x, 11x, 14x, 16x) mit einer Überwachungs- und Steuereinheit (21) verriegelt sind, so dass deren Winkelposition im Verhältnis zueinander auf der Basis von variablen Betriebsparametern kontrolliert werden kann, nämlich die Zahl der pro Zeiteinheit hergestellten Beutel (1), die Zahl der Beutel für die einzelne Verpackung und die Grösse und/oder Form des einzelnen Beutels; und wobei wenigstens eine der elektrisch gesteuerten Achsen (8x, 11x, 14x, 16x) als Bezugsachse fungiert, welcher alle anderen Achsen untergeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Beutel (1) des kontinuierlichen Streifens paarweise nebeneinander liegend und in linearer Folge angeordnet sind; enthaltend eine sechste Station (12), angeordnet zwischen der dritten und der vierten Station (11, 14) und enthaltend ein zweites Schneidwerkzeug (13), durch welches der kontinuierliche Streifen in Längsrichtung auf solche Weise in zwei Teile getrennt wird, dass zwei parallele und nebeneinander liegende Reihen von vorlaufenden Beuteln erzeugt werden.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Bezugsachse (14x), welcher die verbleibenden Achsen untergeordnet sind, mit den Antriebsmittel (14m) des ersten Schneidwerkzeugs (15) für den Querschnitt übereinstimmt, das an der vierten Station (14) arbeitet.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Überwachungs- und Steuereinheit (21) ein Schaltmodul (22) enthält, welches jede der elektrisch gesteuerten und der Bezugsachse (14x) untergeordneten Achsen (8x, 11x, 16x) auf solche Weise verwaltet, dass die Winkelposition der entsprechenden Achse überwacht und gesteuert wird, und zwar auf der Basis von Werten (Va, Va'), die von dem Modul seitens der ersten und zweiten Positionsabtaster (18, 19) empfangen wurden; sowie von Werten (Vb, Vb'), die von der Bezugsachse (14x) erzeugt wurden.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Überwachungs- und Steuereinheit (21) ein Schaltmodul (22) enthält, welches wenigstens zwei der elektrisch gesteuerten und der Bezugsachse (14x) untergeordneten Achsen (8x, 11x, 16x) auf solche Weise verwaltet, dass die Winkelposition der entsprechenden Achse überwacht und gesteuert wird, und zwar auf der Basis von Werten (Va, Va'), die von dem Modul seitens der ersten und zweiten Positionsabtaster (18, 19) empfangen wurden, sowie von Werten (Vb, Vb'), die von der Bezugsachse (14x) erzeugt wurden.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Überwachungs- und Steuereinheit (21) Mittel (23) enthält, durch welche die Betriebsgeschwindigkeit von wenigstens der Bezugsachse (14x) verändert werden kann, und die auch an eine Einheit (24) angeschlossen ist, durch welche die Sichtbarmachung und der manuelle oder programmierbare Wechsel der variablen Betriebsparameter erlaubt ist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die erste Station (5) eine Spule (6) enthält, von welcher eine einzelne Folie (F) abgewickelt und anschliessend durch Schneidmitteln (7) für den Längsschnitt in zwei Teile (F2, F3) geteilt wird, um zwei Steifen (2, 3) zu erzeugen, von welchen der den zweiten Streifen (3) bildende Teil (F3) durch die Wirkung von Umlenkmitteln (10) an der zweiten Station (8) vorbei geführt und dann an einem bestimmten Punkt an der Vorlaufbahn (A) im Anschluss an die Dosiermittel (9) mit dem ersten Streifen (2) zusammengefügt wird.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher eine jede oder eine Anzahl der Stationen (5, 8, 11, 14, 16) Betriebseinheiten (6, 9, 11a, 11b, 15, 17) enthält, die aus Baukastengruppen bestehen, die je nach den variablen Betriebsparametern austauschbar und lösbar mit den jeweiligen elektrischen Antriebsmitteln (8m, 11m, 14m, 16m) verbunden sind, diese wiederum nicht austauschbar.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Rollen (11a, 11b) der dritten Station (11) gegeneinander um jeweilige horizontale Achsen (11ay, 11by) drehbar und eine über der anderen angeordnet sind, jede an der Rückseite der Vorrichtung entsprechenden Enden von einem Paar von Stangen (25, 26) zugeordnet, die zusammen ein Kniehebelgetriebe (27) bilden, das drehbar an ein Ende von einem horizontal angeordneten Drucklufttrieb (28) angeschlossen ist, durch welchen die beiden Rollen (11a, 11b) auf einen Befehl der Überwachungs- und Steuereinheit (21) hin einander genähert und voneinander entfernt werden können, und zwar jeweils bei Beginn eines Zyklus und wenn der Zyklus unterbrochen wird.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, bei welcher der kontinuierliche Streifen von Beuteln (1) in Längsrichtung durch ein zweites Schneidwerkzeug (13) getrennt wird, das unterhalb einer der von dem Streifen durchlaufenen Vorlaufbahn (A) angeordnet ist, und zwar direkt unter wenigstens einer Gegendruckrolle (29), die drehbar an einem oberhalb der Vorlaufbahn (A) an der Vorrichtung befestigten Block (30) montiert ist, und bei welcher die sechste Station (12) weiter ein Klemmelement (31) enthält, das eine Position im Anschluss an die Gegendruckrolle (29) einnimmt und im Verhältnis zu der Vorlaufbahn dem Schneidwerkzeug (13) vorausgeht, gleitbar an dem Block (30) befestigt und in der Lage ist, sich vertikal zwischen einer nicht aktiven, angehobenen Position, in welcher es auf solche Weise von dem Streifen entfernt ist, dass es seinen Vorlauf erlaubt, und einer aktiven, gesenkten Position des Kontaktes zu bewegen, die als Antwort auf einen Befehl der Überwachungs- und Steuereinheit (21) für den Fall eingenommen wird, dass der Betriebszyklus unterbrechen sollte, wodurch der Streifen am weiteren Vorlauf und am Rücklauf zu der dritten Station (11) gehindert wird.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welcher die Stapelmittel (17) an der fünften Station (16) aus wenigstens einem vertikalen Kanal (32) mit offenen oberen und unteren Enden bestehen, der dazu bestimmt ist, die einzelnen Beutel (1) einen über dem anderen aufzunehmen, wobei diese auf einer Plattform (33) liegen, welche innerhalb des Kanals (32) angeordnet ist und sich entlang diesem bewegen kann, und in welchen die Beutel (1) zwangsläufig durch einen Arm (34) geleitet werden, der quer und an das obere Ende angrenzend angeordnet ist, verankert mit Hilfe eines Drehzapfens (35) an einer feststehenden Struktur (36) der Vorrichtung und in der Lage, eine wechselweise Bewegung in vertikaler Richtung (V) synchron mit den Bewegungen der verbleibenden Stationen auszuführen, und zwar auf solche Weise, dass sein freies Ende (34a) in Kontakt mit den aus der vierten Station (14) vorlaufenden Beuteln (1) gelangt und deren Eintritt in den Kanal (32) erleichtert.