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Automatische Maschine zum Abfüllen und Verpacken von flüssigen, pastenförmigen oder pulverförmigen Stoffen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Maschine zum Abfüllen und Verpacken von flüssigen, pastenförmigen oder pulverförmigen Stoffen in Form von versiegelten, dosierten Mengen, von welchen jede in einem Säckchen eingeschlossen wird, welches von zwei miteinander durch Schweissung verbundenen Wandungen aus plastischem Material gebildet ist, wobei zwei Pressen vorgesehen sind, und wobei mittels einer dieser Pressen die Längsschweissnähte und mittels der andern die Querschweissnähte zur Verbindung der beiden Wandungen hergestellt werden.
Die Maschine gemäss der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine offen-und schliessbare, im Sinne einer wechselweise auf- und abwärtsgehenden Längsbewegung parallel zu den Wandungen angetriebene und getrennt von jeder der beiden Pressen ausgebildete Zugzange, welche die beiden Taschen bildenden Wandungen jeweils um eine solche Strekke weiterzieht, dass die Länge einer Tasche der Länge einer beim Schliessen der die Längsschweissnähte erzeugenden Presse erzeugten Längsschweissnaht entspricht und weiters gekennzeichnet durch eine Betätigungsvorrichtung für die synchrone Betätigung der Pressen und der Zange in dem Sinne, dass diese Zange die Wandungen weiterzieht, wenn die beiden Pressen offen sind.
Es ist eine Vielzahl von Maschinen zum Abfüllen und Verpacken von Stoffen in Form von versiegelten, dosierten Mengen, welche in Säckchen eingeschlossen sind, die aus plastischem Material durch Schweissung in der Maschine hergestellt werden, bekannt geworden. Bei einer derartigen Maschine sind zwei Schweisspressen vorgesehen, wobei eine dieser Pressen zur Herstellung der Längsschweissnähte und die andere zur Herstellung der Querschweissnähte bestimmt ist. Diese beiden Pressen sind übereinander angeordnet und der Transport des plastischen Materials, aus welchem die Säckchen hergestellt werden, erfolgt durch die untere, für die Herstellung der Querschweissnähte bestimmte Presse. Das Arbeitstempo einer derartigen Maschine ist verhältnismässig gering und die Abmessungen der Packungen sowie deren Füllungsgrad sind vorbestimmt.
Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgemässe Ausbildung der Maschine mit einer Zugzange zwischen den beiden Pressen eine besonders flüssige Arbeitsweise und es ist hiebei durch das Zusammenwirken der beiden Pressen mit der Zugzange in einfachster Weise ermöglicht, die Abmessungen der Packungen und deren Füllungsgrad zu variieren.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert : Fig. 1 ist eine schematisch axonometrische Darstellung der auf der erfindungsgemässen Maschine hergestellten Verpackungen. Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Maschine, Fig. 3 zeigt im Detail eine der Zuführungswalzen des einen der plastischen Streifen und seine Lagerung, Fig. 4 zeigt den unteren Teil des Zuführungsrohres für die abzufüllenden und zu verpackenden Stoffe und dessen Zubehörteile ;
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung der ersten Presse, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der feststehenden Elektrode dieser Presse, Fig. 7 ein Grundriss dieser Elektrode, Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der zweiten Presse, Fig. 9 eine perspektivische Darstellung derjenigen Vorrichtung, welche die wechselweisen Längsverschiebungen der Zugzange gewährleistet, Fig. 10 zeigt ein Schema der pneumatischen und hydraulischen Zuführungsleitungen der Maschine und die elektrischen Regelleitungen der Elektroventile für die Zuführung und Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, welches einem Arbeitszyklus der Maschine entspricht.
In Fig. 1 werden die von der erfindungsgemä- ssen Maschine hergestellten Verpackungen in verschiedenen Phasen ihrer Herstellung dargestellt.
Es handelt sich hiebei, wie schon weiter oben angegeben wurde, um die Herstellung von dosierten Packungen in Form von kleinen, flachen Säckchen P 1, P 2, welche aus zwei Streifen Q und R aus plastischem Material wie z. B. Vinylchlorid oder Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Superpolyamid od. dgl. hergestellt werden. Gegebenenfalls können diese Streifen auch aus Mischmaterialien bestehen. Diese Streifen können entweder unabhängig voneinander sein oder können die beiden Hälften eines grösseren Streifens bilden.
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Gemäss der Erfindung werden die Streifen Q und R durch zwei längsverlaufende Schweissnähte S, T an den Kanten miteinander verbunden und das flüssige, pastenförmige oder pulverförmige Material, welches in die Säckchen abgefüllt werden soll, wird zwischen die miteinander verbundenen Teile dieser Streifen eingefüllt, wobei der ringförmige Raum, welcher von den Schweissnähten S, T gebildet wird, an seinem Boden durch das zuletzt gebildete Säckchen abgeschlossen wird.
Jedes Säckchen ist hiedurch in Querrichtung durch zwei U-förmige Querschweissnähte abgeschlossen, wobei jede nach der Abfüllung durchgeführte Schweissung zwei Säckchen gemeinsam ist.
Diese werden dann schliesslich voneinander durch einen Schnitt entlang der Linie V-V getrennt, wobei jede dieser Schnittlinien in der Achse einer Querschweissnaht U liegt.
Die in der Folge beschriebene Maschine gestattet es, die verschiedenen oben angegebenen Arbeitsvorgänge durchzuführen, wobei der Arbeitsprozess in vertikaler Richtung von oben nach unten im Sinne des Pfeiles f 1 (Fig. 1 und 2) verläuft.
Der Einfachheit halber wurde bei der obigen Beschreibung angenommen, dass die Längsschweissnähte S und T geradlinig und entlang den Kanten der Streifen Q und R verlaufen. Der Verlauf dieser Schweissnähte kann aber auch ein beliebig anderer sein, je nach der Form, nach welcher die Säckchen ausgebildet sein sollen, wobei zwischen diesen Schweissnähten nur eine zentrale öffnung vorhanden sein muss, welche entsprechend der Länge der Säckchen durch die Querschweissnähte U abgeschlossen wird.
I. Beschreibung der erfindungsge- mässen Maschine (Fig. 2)
Diese Maschine weist ein Gestell A auf, an dessen Oberteil eine Zuführungsvorrichtung B angebracht ist, mittels welcher die zwei Streifen Q und R in Richtung nach unten zugeführt werden und ein Zuführungsrohr C, mittels welchem das abzufüllende Material zugeführt wird.
Unterhalb der Zuführungsvorrichtung B befindet sich eine erste Presse D mit zwei Elektroden, welche mit hochfrequentem Strom gespeist werden und mittels welcher die beiden Streifen Q und R der Länge nach unter Bildung der beiden Längsschweissnähte S und T miteinander verbunden werden.
Im unteren Teil des Gestelles A befindet sich eine zweite Presse E, welche ebenfalls zwei Elektroden aufweist und mittels welcher die Querschweissnähte U gebildet werden.
Zwischen den beiden Pressen ist an einer ölpneumatischen Vorrichtung G eine Zange F angeordnet, welche von der ölpneumatischen Vorrichtung zu wechselweisen Verschiebungen in vertikaler Richtung veranlasst wird. Diese Zange ist dazu bestimmt, das Werkstück um eine Länge zu verschieben, welche der Länge des herzustellenden Gegenstandes entspricht.
Die Vorrichtung wird vervollständigt durch die elektromagnetischen Steuerungs- und Zuführungsvorrichtungen H.
Die Streifen Q und R, welche von der Zuführungsvorrichtung B zugeführt werden, werden in Längsrichtung entlang den Linien S und T (Fig.
1) durch die Presse D verschweisst, wobei eine zentrale Öffnung freibleibt, durch welche vom Rohr C das abzufüllende Material eingefüllt oder unter Druck eingepresst wird.
Während die beiden Pressen D und E in Offenstellung sind, wird die Zange F von oben nach unten verschoben, und zwar um eine Strecke, welche der eines Behälters oder Säckchens entspricht.
Während der Schweissung bewegt sich die Zange im geöffneten Zustand wieder von unten nach oben.
Die untere Presse E, welche mit der Presse D synchron läuft, gewährleistet den Schweissverschluss mittels der Querschweissnähte U und bereitet die Trennung der Säckchen dadurch vor, dass sie entlang der Linien V-V schmale Streifen mit geringem Widerstand bildet.
In der Folge werden nun die verschiedenen einzelnen Teile der Maschine beschrieben. a) Das Gestell A (Fig. 2)
Das Gestell A weist einen Sockel 1 mit rechteckigem Grundriss auf, welcher parallele, vertikale Steher 2 trägt, welche mittels Trägern 3 fest miteinander verbunden sind.
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Am oberen Teil des Gestelles A ist ein Rahmen 4 befestigt, welcher Lagerschilde 5 aufweist, in welchen die Wellen 6 von zwei Zuführungswalzen 7 und 8 gelagert sind. Die Lagerschilde sind nach oben offen, so dass die Walzen durch Abheben nach oben leicht entfernt werden können.
Jede Walze 7,8 ist auf ihrer Welle mittels Konussen 9 fest zentriert (Fig. 3). Die Querverschiebung dieser Konusse auf der Welle und der Welle selbst in den Lagerschilden 5 ist mittels den Klammern 10, welche durch die Schrauben 11 festgespannt werden, begrenzt.
Das Abwickeln der Streifen Q und R wird durch zwei Bremsen gebremst, von welchen jede aus einer auf einem Zapfen 13 angelenkten Stange 12 gebildet ist, wobei die Zapfen 13 mit dem Träger 4 fest verbunden sind. Auf jeder der beiden Bremsstangen ist eine Hülse 14 festgeschraubt, welche sich durch ihr Gewicht auf die entsprechende Walze legt.
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Das Zuführungsrohr, welches aus einem dauerhaften plastischen Material besteht, ist nach obenhin durch ein Futter 15, welches auf einem Belageisen 15 a angeordnet ist, blockiert.
Ein Elektroventil 16, welches von einem Elektromotor 16a geregelt wird, ist auf dem Rohr C angeordnet. Weiters sind an diesem Rohr C zwei Zuleitungen 17 (Fig. 4 und 10) angeordnet, wel-
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che in zwei Stiften 17a endigen. Eine Hülse 18 aus plastischem Material schliesst das Rohr C und die beiden Zuführungsleitungen 17 ein und lässt nur die Enden des Rohres und die beiden Stiften
17a (Fig. 4) frei, welche im Bezug auf das untere
Ende des Rohres C leicht zurückgebogen sind.
d) Die o bere Presse D (Fig. 2 KM < bis7)
Diese weist einen vorderen 19 und einen rückwärtigen Träger 20 auf, welche auf dem Ge- stell A befestigt sind und mittels vier zylindrischen Führungen miteinander verbunden sind, auf welchen eine bewegliche Platte 22 gleitet, welche mittels einer doppelt wirkenden, pneumatisch angetriebenen Schraubspindel angetrieben wird.
Auf der beweglichen Platte 22 ist die sogenann- te " Vorform " -Elektrode 24 mittels vier Isolatoren 25 befestigt.
Auf dem rückwärtigen Träger 20 ist die Gegenelektrode angeordnet. Diese wird von einem Elektrodenkörper 26 gebildet (Fig. 5,6), welcher in seiner Mitte mit einer Längsnut 27 versehen ist, in welcher ein Teil des Rohres C untergebracht ist und von zwei Führungen 28 und 29, von welchen jede auf dem Elektrodenkörper 26 mittels der beiden Platten 30 und der Schrauben 31 befestigt ist, wobei die Führungen die Breitenführung der elastischen Streifen Q und R gewährleisten.
Die Speisung der Elektroden 24 und 26 mittels hochfrequentem Strom erfolgt über einen Generator I (Fig. 2), welcher mittels eines koaxialen Kabels J an einen Kabelkasten K angeschlossen ist, welcher mittels eines Leiters 32 an einer Leitungsschiene 33 (Fig. 5) verbunden ist, welche an einem Isolator 34 abgestützt ist und mit welcher am Ende des Schliessvorganges der Presse D eine Kupferzunge in Kontakt kommt, welche auf der beweglichen Elektrode 24 befestigt ist. Der hochfrequente Stromkreis wird dann durch die andere Elektrode 26, welche mass geschlossen ist, geschlossen.
Die Presse D wird durch zwei Schalter 36, 37 vervollständigt, welche auf den Trägern 19 und 20 angeordnet sind und welche mit den Schrauben 38 und 39 zusammenarbeiten, die an den beweglichen Teil 22 der Presse derart befestigt sind, dass der Schalter 36 geschlossen wird, wenn diePres- se offen ist, während der Schalter 37 geschlossen ist, wenn die Presse geschlossen ist. e) Die untere Presse E (Fig. 2 und 8)
Diese Presse weist zwei Träger 40 und 41 auf,
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bar sind. Diese beiden Träger sind mittels zweier zylindrischer Führungen 44 miteinander verbunden. Jede dieser Führungen ist in dem Teil, welcher gerade vor dem Träger 41 gelegen ist, mit einem Gewinde versehen, so dass eine Hülse 45 mittels einer Mutter 46 und einer Gegenmutter 47, welche auf der Führung aufgeschraubt sind, reguliert werden kann.
Auf den beiden Führungen ist eine Platte 48 mittels einer Schraubspindel 49 beweglich ange- ordnet, deren zylindrischer Teil sich auf dem Trä- ger 40 abstützt. Der Weg der beweglichen Platte
48 gegen den rückwärtigen Träger 41 wird von zwei Hülsen 50 begrenzt, welche mit dieser Plat- te fest verbunden sind und welche sich gegen die regulierbaren Hülsen 45 abstützen.
Die Platte 48 trägt mittels Isolatoren 51 die be- wegliche Elektrode 52.
Diese Elektrode weist zwei Platten 53, 54 auf, welche miteinander durch die Riegel 55 regelbar verbunden sind. Auf ihrer Rückseite weist die Platte 34 zwischen zwei Kautschukbändern 56 zwei Kupferplatten 57 auf, mit Bezug auf welche eine kleine Lamelle 58 leicht vorspringt.
Vor der beweglichen Elektrode 52 ist eine fest- stehende Gegenelektrode 59 angeordnet. Diese Gegenelektrode, welche am Träger 41 befestigt ist, weist zwei Gummiblöcke 60 auf, welche durch eine Kupferlamelle 61 voneinander getrennt sind.
Die beiden Elektroden 52 und 59 sind für die Ausführung der Querschweissnähte U (Fig. 1) bestimmt. Diese Schweissnähte werden durch Festklemmen der beiden Streifen Q und R zwischen dem Metallteil 57 der Elektrode 52 und dem Metallteil 61 der Gegenelektrode 59 erhalten, wobei durch die Lamelle 58 ein schmaler Streifen geringeren Widerstandes gebildet wird, entlang welchem die auf diese Weise erhaltenen Säckchen an den Linien V-V voneinander getrennt werden.
Zu diesem Zwecke muss die Lamelle 48 sich der Lamelle 61 der Gegenelektrode etwas nähern, und dies ist der Grund dafür, dass diese Lamellen von den Kupferplatten 57 etwas vorspringen. Der Vortrieb der Lamelle 48 wird durch die Regelung der Hülsen 45 gewährleistet.
Die Speisung der unteren Presse E mit hochfrequentem Strom ist der der oberen Presse analog. Es ist ein Generator L (Fig. 2) vorgesehen, welcher mittels einem Kabel M an einem Kabelkasten (Fig. 8) und einer Leitschiene 63 verbunden ist, welche auf den Träger 41 mittels eines Isolators 64 befestigt ist. In der Schliessstellung der Zange kommt mit dieser Leitschiene eine mit der beweglichen Elektrode 52 fest verbundene Zunge 65 in Kontakt. f) Die Zange F (Fig. 2)
Diese besteht aus einem Metallgerüst 66, auf welchem um zwei Achsen 67 und 68 zwei Bakken 69 und 70, welche mit diesen Achsen fest verbunden sind, angelenkt sind. Diese Backen sind mit Gummiplatten 71 und 72 versehen. Ein pneumatischer Heber 73 treibt die Backe 69 über eine Stange 74 und ein Gelenk 75 an, deren einer Arm 76 auf der Achse 67 aufgekeilt ist.
Die Bewegung der Backe 69 wird mittels zwei Zahnsegmenten 77 und 78 auf die Backe 70 übertragen.
Eine auf der Backe 69 befestigte Regelschraube 79 betätigt einen Umkehrkontakt 80 mit zwei Unterbrechern 80 a, 80 b (Fig. 10), wobei der Unterbrecher 80 a geschlossen ist, sobald die Zange ge-
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schlossen ist, und der Unterbrecher 80 b geschlossen ist, sobald die Zange offen ist.
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sich in Längsrichtung zu verschieben und der Zange F eine hin-und hergehende Bewegung zu erteilen, weist eine einfach wirkende pneumatische Schraubenwinde 81 auf, deren Zylinder mittels der Rahmenteile 82, 83 am Ende eines Rohres 84 befestigt ist, dessen anderes Ende am Zylinder einer hydraulischen Schraubenwinde 85 mittels der Rahmenteile 86, 87 befestigt ist.
Im Inneren des Rohres 84 gleitet ein frei beweglicher, zylindrisch geformter und mit einer Abflachung 89 versehener Teil 88, wobei die Abflachung 89 einer Öffnung 90 im Rohr gegen- überliegt, und wobei der Hub des zylindrisch geformten Teiles 88 gleich gross ist wie der maximale Weg der Zange F plus der Länge des beweglichen Teiles 88.
Die Stangen 91 und 92 der pneumatischen Winde 81 bzw. der hydraulischen Winde 85 liegen in zwei halbkugelförmigen Aussparungen, welche sich in der oberen bzw. unteren Stirnfläche des beweglichen Teiles 88 befinden.
Vier Bügel 93, welche mittels Schrauben 94 befestigt sind, halten die oben beschriebenen Teile
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Teile verbunden sind.
Die Zange F ist mittels ihres Trägers 66 und mittels Schrauben 97 (Fig. 2) auf einem Zwischenstück 98 befestigt, welches wieder auf der Abflachung 89 mittels zweier Schrauben 99 (Fig. 9) befestigt ist. Dieses Zwischenstück 98, dessen Breite gleich ist der Breite der öffnung 90, gewährleistet auch die Führung der Zange F.
Am unteren Teil der hydraulischen Winde 85 ist ein Elektroventil 100 befestigt, über welches das 01 der Winde mit einem Ulreservoir 101 in Verbindung steht. Im oberen Teil des Ulreservoirs 101 wird ein Luftpolster unter Druck gehalten, u. zw. mittels eines Fangventils 102, welches an eine Druckluftquelle über ein Druckminderventil 103 angeschlossen ist.
Auf einer der beiden, die Vorrichtung stützenden Stangen 95 ist ein Doppelkontakt 104 (mit zwei Unterbrechern 104 a und 104 b) befestigt, welcher mittels einer Klammer 105, welche die Stange 95 umschliesst, höhenverstellbar ist. Ein auf der Zange F vorgesehener Anschlag 106 betätigt den Kontakt 104 im Sinne des Schliessens der beiden Unterbrecher 104 a und 104 b, wenn die Zange ihren unteren Totpunkt erreicht hat. h) Vorrichtung H z1HSpeisung der
Winden und zur automatischen P, egelung der Speisung (Fig. 2 und
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A ein Kasten 107 befestigt, welcher den grösseren Teil dieser Vorrichtung enthält, wobei nur ein
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in108 untergebracht ist.
Bei der folgenden Beschreibung der Einzelteile dieser Vorrichtung wird auf Fig. 10 Bezug genommen.
Mit 23 ist die pneumatische Winde für das Schliessen der oberen Presse D, mit 49. die pneumatische Winde für das Schliessen der unteren Presse E, mit 73 die pneumatische Winde zum öffnen und zum Schliessen der Backen der Zange F und mit 81 die pneumatische Winde, welche einen Teil der Vorrichtung G für die Betätigung der Zange F darstellt, bezeichnet, wobei diese Winde insbesondere dazu dient, die Bewegung der Zange von oben nach unten, also deren Senkbewegung zu gewährleisten. 85 ist die hydraulische Winde, welche dazu bestimmt ist, die Zange in ihre obere Stellung zu bringen und sie in ihrem oberen Totpunkt zu halten.
Die verschiedenen pneumatischen Winden 23, 49, 73 und 81 werden von einer Druckluftquelle 109 aus über ein Druckminderventil 110 und die folgenden Vorrichtungen gespeist :
Die doppelt wirkenden Winden 23 und 49 der Pressen D und E über ein Elektroventil 111 üblicher Art, welches es gestattet, abwechselnd jeweils eines der beiden Enden der Winde unter Druck zu setzen, während das andere Ende entlastet ist, über Hähne 112, 113, 114, 115 zur Regelung des Luftaustrittes, welche zwischen dem Elektroventil und den Winden angeordnet sind, die einfach wirkende Winde zum Schliessen der Backen der Zange über ein Elektroventil 116, mittels welchem diese Winde mit der Druckluftquelle 109 verbunden bzw.
entlastet werden kann, die einfach wirkende Winde 81 für die Senkbewegung der Zange F über ein Elektroventil117, welches es gestattet, diese Winde mit der Druckluftquelle 109 zu verbinden bzw. zu entlasten.
Die hydraulische Winde 85 wird, wie bereits beschrieben, über ein Elektroventil 100 gespeist, zu welchem das aus einem Behälter 1 unter Druck stehende öl strömt, wobei das öl mittels eines Luftpolsters unter Druck gehalten wird, welcher von der Druckluftquelle 109 aus über ein Druck- minderventil 103 und das Fangventil 102 gespeist wird, welches Fangventil sich nur im Sinne der Strömungsrichtung Druckluftquelle 109 - Luft- polster im Behälter 101 öffnet.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Schema sind mit X und Y jeweils die beiden Klemmen einer Stromzuleitung bezeichnet. Im folgenden werden die elektromechanischen Regeleinrichtungen der Maschine im einzelnen beschrieben.
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111 der Win-den 23 und 49
Die Spule 108 ist an die Klemmen X, Y über den Stromkreis 119 angeschlossen, welcher zu den Ausgangsklemmen 120 eines Zeitrelais 121 abzweigt, welches ein Impulsrelais darstellt, wobei durch das Schliessen eines Anreizstromkreises 122, welcher in der Folge beschrieben wird und wel-
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cher an zwei Eintrittsklemmen 123 anliegt, ein innerer Impuls ausgelöst wird, welcher das Schlie- ssen des Stromkreises 119, welcher an den Klemmen 120 anliegt, bewirkt, u. zw. während einer regelbaren Zeitspanne ti, welche mit dem Aufhören des Impulses beginnt.
Der Anreizstromkreis 122 muss, um den Impuls geben zu können, ausserhalb des Relais 121 in sich selbst geschlossen sein. Das Schliessen wird durch zwei in Serie geschaltete Unterbrecher 37 a und 104 a gewährleistet.
Der Unterbrecher 37 a ist für das Schliessen des Unterbrechers 37, welches durch das Schliessen der Presse D ausgelöst wird, offen. Der Unterbrecher 37 regelt die Speisung eines Hilfsrelais 124, welches der Unterbrecher 37 a betätigt.
Der Unterbrecher 104 a stellt den einen der beiden Teile des Kontaktes 104 dar und wird am Ende des Weges der Zange F nach unten durch die Zange geschlossen.
Man sieht hieraus, dass das Elektroventil 111 dann unter Spannung gesetzt wird, wenn die Zange F an ihrem unteren Totpunkt anlangt, weil in diesem Moment die Presse D offen und als Folge davon der Unterbrecher 37 a geschlossen ist. Dadurch, dass dieses Ventil unter Spannung gesetzt wird, wird gewährleistet, dass das linke Ende der Winden 23 und 49 unter Druck gesetzt wird und dadurch, dass die rechten Enden entlastet werden, wird das Schliessen der Pressen D und E gewährleistet. b) Das Elektroventil 116 für die
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des Schliessens derder Winde 73
Die Spule 125 ist mittels eines Stromkreises 126 über einen Schalter 37 b an die Stromquellen X, Y angeschlossen, wobei der Schalter 37 b durch das Relais 124 derart betätigt wird, dass er geschlossen ist, wenn das Relais erregt ist.
Weiters ist der Schalter 37 b durch das Zeitrelais 127, welches ein Halterelais ist, betätigbar, u. zw. derart, dass das Offenhalten eines Regelstromkreises 128 mittels eines Schalters 37 c, die Trennung des Stromkreises 126 nach einer regelbaren, mit dem Augenblick des öffnens des Regelstromkreises 128 beginnenden Zeitspanne t2 bestimmt. Der Unterbrecher 37 c wird vom Relais 24 derart betätigt, dass er offen ist, wenn das Relais erregt ist.
Das Elektroventil 116 ist derart ausgebildet, dass die Winde 73 entlastet ist, wenn die Spule 125 erregt wird. c) Das Elektroventil 117 der pneu-
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Die Spule 129 ist mit der Stromquelle X, Y mittels eines Stromkreises 130 verbunden, in welchem ein mit einem Unterbrecher 36 in Serie geschalteter Schalter 131 vorgesehen ist.
Der Schalter 131 ist der einzige mittels Hand betätigbare Schalter der Maschine. Durch das Schliessen dieses Schalters wird die Maschine in Gang gesetzt.
Wie schon beschrieben wurde, wird der Schalter 36 durch die Winde 23 dann geschlossen, wenn die obere Presse D offen ist. Dies hat zur Folge, dass der Schalter 36 die Senkbewegung der Zange F so lange nicht zulässt, solange die Presse D offen ist, weil das Elektroventil derart wirkt, dass die Winde 81 unter Druck gesetzt wird, wenn die Spule 129 erregt ist.
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Die Spule 132 dieses Ventils ist an die Stromquellen X, Y mittels eines Stromkreises 133 angeschlossen, in welchem der Unterbrecher 104 b des Doppelkontaktes 104 mit dem Unterbrecher 80 a des Doppelkontaktes 80 in Serie geschaltet ist.
Ebenso wie der Unterbrecher 104 a ist auch der Unterbrecher 104 geschlossen, wenn die Zange ihren unteren Totpunkt erreicht.
Der Unterbrecher 80 a des Kontaktes 80 ist dann geschlossen, wenn die Zange F geschlossen ist.
Als Folge davon steht die Spule 132 unter Spannung, wenn die Zange F in ihrem unteren Totpunkt und geschlossen ist, und da das Ventil 100 derart ausgebildet ist, dass es dann geschlossen ist, öffnet sich dieses Ventil automatisch dann, wenn die Spule 132 nicht mehr erregt wird.
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!'oches das Zuführungsrohr C ge- regelt wird
Die Spule 16 a dieses Ventils ist an die Stromquelle X, Y mittels eines Stromkreises 134 angeschlossen, welcher einen Unterbrecher 135 aufweist, der durch die Erregung eines Relais im Offnungssinne betätigt wird, wobei die Spule 136 dieses Relais an die Pole einer Stromquelle 137 über ein Potentiometer 138 und die Platindrähte 17a angeschlossen ist, und wobei der Stromkreis dann geschlossen wird, wenn das in die Säckchen abzufüllende Material zwischen den beiden Drähten eine Brücke bildet.
Das Elektroventil16 ist derart ausgebildet, dass es offen ist, wenn seine Spule unter Spannung steht, d. h. wenn das Relais nicht erregt ist, wobei das abzufüllende Material die Drähte 17a nicht berührt.
Der elektromechanische Teil der Maschine wird durch ein
Relais139vervollständigt, welches dazu bestimmt ist, die
GeneratorenIundL (Fig.2)un- ter Hochspannung zu setzen
Der Stromkreis 140 der Spule dieses Relais ist über den Unterbrecher 80 b des Kontaktes 80 mit der Stromquelle X, Y verbunden, u. zw. derart, dass die Generatoren unter Spannung stehen, wenn der Unterbrecher 80 b geschlossen ist, was der Offenstellung der Zange F entspricht.
II. Wirkungsweise der Maschine Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Maschine wird auf das Zeitdiagramm der Fig. 11
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verwiesen, in welchem auf der Achse OT die Zei- ten a, b, c... h aufgetragen sind, welche jenen verschiedenen Zeiten entsprechen, in welchen eine Änderung in dem von der Maschine durchgeführ- ten Kreisprozess eintritt.
Die verschiedenen Linien I bis VIII haben fol- gende Bedeutung :
Die Linie I entspricht der Offenstellung (obere
Teile der Linie) der Pressen D und E bzw. deren
Schliessstellung (untere Teile dieser Linie).
Die Linie II entspricht der Längsstellung der
Zange F.
Die Linie III stellt die Offenstellung (obere Teile) bzw. die Schliessstellung (untere Teile) der Zange F dar.
Die Linie IV stellt die Zeitspanne dar, während welcher die Generatoren I und L gespeist werden (Schweisszeiten).
Die Linie V stellt die Zeitspanne dar, während welcher die Winden zum Schliessen der Pressen im Sinne des Schliessens der Pressen gespeist werden.
Die Linie VI stellt die Zeitspanne dar, während welcher die pneumatische Winde 81 gespeist wird.
Die Linie VII stellt die Zeitspanne dar, während welcher die Winde 73 nicht gespeist wird.
(öffnen der Backen der Zange F.)
Die Linie VIII stellt die Zeitspanne dar, während welcher die ölzirkulation zwischen der hydraulischen Winde 85 und dem Behälter 101 unterbrochen ist.
Vor Beginn eines Arbeitsprozesses (zum Zeitpunkt 0, Fig. 11) ist der Handschalter 131 offen.
Die Spule 129 des Ventils 117 steht nicht unter Spannung. Die Winde 81 ist entlastet und drückt die Zange F nicht nach unten. Die Zange F wird in ihrer oberen Lage (Linie II) durch die Winde 85 gehalten, weil das Ventil 100 offen ist und das öl der Winde 85 unter dem Druck des Luftpolsters des Behälters 101 steht.
Die Zange F ist geschlossen (Linie III), weil die Spule 125 des Elektroventils 116 nicht erregt ist, da ihr Speisestromkreis in 37 b unterbrochen ist.
Die Pressen D und E sind offen (Linie I), weil die Spule 118 durch Abschaltung ihres Stromkreises im Inneren des Zeitrelais 121 aberregt ist.
Das Niveau des abzufüllenden und zu verpakkenden Stoffes hat in der Verpackung seinen höchsten Stand erreicht, d. h. dass es den Kontakt zwischen den beiden Platindrähten 17a herstellt, wodurch der Speisestromkreis des Relais 136 geschlossen wird. Da das Elektroventil 16 bis 16 a nicht unter Spannung steht, wird die weitere Entleerung des abzufüllenden Stoffes verhindert.
Um die Maschine in Gang zu setzen, wird der Handschalter 131 geschlossen. Durch das Schlie- ssen dieses Schalters wird das Elektroventil 117 bis 129 über den Schalter 36, welcher geschlossen ist (Linie VI) unter Spannung gesetzt. Es tritt nun Luft in den oberen Teil der Winde 81 ein, welche die Zange F nach unten drückt.
Das Ul der hydraulischen Winde 85 wird über das Ventil 100 in den Behälter 101 gefördert. Der Druck des Luftpolsters des Reservoirs 101 wächst wegen des Ventils 102 welches verhindert, dass die Luft in die Speiseleitung gefördert wird. Dieser wachsende Druck bewirkt, dass die Beschleunigung, welche der Zange F während ihrer Senk- bewegung erteilt wird, beschränkt bleibt.
Die Zange F sinkt (Linie/77) und nimmt das Verpackungsmaterial mit, und zwar bis zu dem Zeitpunkt a, in welchem sie den Kontakt 104 betätigt und damit die beiden Unterbrecher 104 a und 104 b schliesst.
Durch die Wahl der Lage des Kontaktes 104 auf der Stange 95 kann man den Zeitpunkt a einstellen, welcher dem Eintreffen der Zange F in ihrem unteren Totpunkt entspricht, d. h. man kann durch die Wahl der Lage des Kontaktes 104 die Länge der durch die Zange F bewirkten Verschiebung des Verpackungsmaterials und damit die Länge der einzelnen Säckchen P beliebig einstellen. Durch das Schliessen des Unterbrechers 104 b wird die Spule 132 des Ventiles 100 erregt, worauf der Schalter 80 a geschlossen wird (die
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der Winde 85 in Richtung auf den Behälter 101 wird unterbrochen und die Bewegung der Zange F nach unten hört auf.
In gleicher Weise bewirkt das Schliessen des Unterbrechers 104 das Schliessen des Stromkreises 122 des Zeitrelais 121 über den Kontakt 37 a, welcher geschlossen ist. Der Stromkreis 119 ist geschlossen (innen geschlossen) und die Spule
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111Spannung gesetzt (Beginn der Linie V im Zeitpunkt a).
Das Ventil 111 kehrt den Luftzutritt zu den Winden 23 und 49 um und beginnt das Schlie- ssen der Pressen D und E, welches im Zeitpunkt b beendet ist.
Sobald die Schliessbewegung der Presse D im Zeitpunkt a beginnt, wird die Speisung der Spule 129 des Ventils 117 durch den Schalter 36 unterbrochen und der Zutritt der Luft zur Winde 81, welche sich im Auspufftakt befindet, hört auf.
(Ende des ersten Teiles der Linie IV.) Die Zange F verbleibt in ihrem unteren Totpunkt, weil das Ventil 100 dauernd geschlossen ist. Dadurch, dass die Pressen D und E in ihre Schliessstellung gelangen (im Zeitpunkt b), wird der Speisestromkreis für die Spule des Relais 124 geschlossen, wodurch auch der Schalter 37 b geschlossen und die Schalter 37 und 37c geöffnet werden.
Durch das Schliessen des Unterbrechers 37a wird die Zeitspanne des das Zeitrelais 121 betätigenden Impulses beendet. Der Ausgangsstromkreis 119 bleibt geschlossen u. zw. innen geschlossen und während einer Zeitspanne (vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt h). Während dieser Zeitspanne tl geschieht folgendes : Die Pressen D und E bleiben geschlossen, durch das Schliessen des Unterbrechers 37 b wird die Spule 125 des Ventils 116 über den Ausgangsstromkreis 126 des Zeitrelais 127 unter Spannung gesetzt, gleichzei-
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tig wird der Betätigungsstromkreis 128 dieses Re- lais durch das Offnen des Schalters 37c aussen ge- öffnet.
Der Stromkreis 126 wird innen geschlos- sen, u. zw. während einer Zeitspanne t2, welche mit dem öffnen des Schalters 37c, d. h. im Zeit- punkt b beginnt, und welche sich bis zum Zeit- punkt e erstreckt ; dadurch, dass die Spule 125 un- ter Spannung gesetzt wird, wird der Zutritt der
Luft zur Winde 73 unterbunden und die Winde
73 hält die Backen der Zange F geschlossen.
Wenn sich diese vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt c (Linie III) öffnen, so betätigen sie den Umkehr- schalter 80 ; der Unterbrecher 80 a öffnet sich, wodurch die
Speisung der Spule 132 des Ventils 100 unterbrochen wird, durch welches nun wieder das öl des Behälters 101 in Richtung auf die Winde 85 zirkulieren kann, welche die Zange F in die Offenstellung nach oben drückt, wo sie ihre Ausgangs- stellung vom Zeitpunkt c bis zum Zeitpunkt d (Linie II) wieder einnimmt.
Inzwischen schliesst sich der Schalter 80 b, wo- durch die Spule 139 unter Spannung gesetzt wird, welche den hochgespannten Strom der Generatoren I und L (Zeitpunkt c, Linie IV) sperrt. Die Dauer ta des Schweissvorganges (vom Zeitpunkt d bis zum Zeitpunkt e) wird daher durch das Offnen der Backen der Zange und das Schliessen des Schalters 80 b bestimmt ; nach Ablauf der Zeitspanne t2 im Zeitpunkt e schliessen sich die Backen der Zange F (Linie III) in der Zeitspanne von e bis f ; der Schweissvorgang hört auf (Linie IV), das geschweisste Material wird weiter während der Zeitspanne e bis g zusammengepresst gehalten, so dass es sich verfestigen kann.
Am Ende der Zeitspanne tt, im Zeitpunkt g, öffnet sich der Stromkreis 119 im Inneren des Relais 121 und das Elektroventil 111 kehrt wiederum den Zutritt der Luft zu den Winden 23 und 49 um, wodurch die Pressen D und E während der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten g und h geschlossen bleiben. Zum Zeitpunkt h ist ein Arbeitsvorgang beendet.
Ein neuer Arbeitsvorgang beginnt damit, dass die Presse D in Offenstellung gelangt, wodurch der Stromkreis 36 geschlossen wird und die Spule 129 des Ventils 117 erneut unter Spannung gesetzt wird.
Das Niveau des abzufüllenden Stoffes ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit der Senkbewegung der Zange F.
Um prallgefüllte Säckchen zu erhalten, d. h. solche, deren Wände durch das in sie eingefüllte Material gespannt sind, ist es notwendig, dass die Backen der Zange F sich über dem einzufüllenden Stoff derart schliessen, dass das Niveau des Stoffes über dem Niveau der Backen im oberen Totpunkt der Zange F liegt. Als Folge davon genügt das Gewicht des eingefüllten Stoffes allein nicht mehr, um diese Spannung hervorzurufen.
Wenn im gegenteiligen Fall die Backen der Zange unter dem Niveau der Flüssigkeit liegen, sperren diese
Backen, weil sie verklemmt sind, zeitweilig die
Verpackung unterhalb der Elektroden der unte- ren Presse E und das Volumen des zwischen der
Presse E im Augenblick des Schliessens dieser
Presse gelegenen Stoffes bewirkt die Schaffung des nötigen Druckes, welcher notwendig ist, um den gesamten unterhalb der Zange gelegenen Raum zu füllen und um zu verhindern, dass der einzu- füllende Stoff nach oben zurückfliessen kann, wo- bei die Zange geschlossen ist. Das zwischen den
Elektroden eingebrachte überschüssige Volumen des Materials kann durch die Wahl der Dicke der
Teile 56 und 60 (Fig. 8) geregelt werden, welche unter anderm auch einen Schutz gegen mechani- sche Beanspruchungen, welche unter Umständen zu einem Reissen der Streifen führen könnten, bie- ten.
Die Aufrechterhaltung des Niveaus der Flüssigkeit oberhalb des Totpunktes der Zange F wird durch die Kombination der Abgabe eines überschusses an abzufüllendem Material durch das Rohr C und durch die Begrenzung des Niveaus durch die Absperrung der Zufuhr gewährleistet.
Dieses Absperren der Zufuhr wird durch das Schliessen des Ventils 16 in dem Zeitpunkt gewährleistet, in welchem das Niveau des abzufüllenden Stoffes die Platindrähte 17a erreicht. Es genügt daher, dass die Drähte oberhalb des oberen Totpunktes der Zange F liegen. Die Lage dieser Drähte ist durch Verschiebung des Rohres C in der Büchse 15 regelbar.
Das Potentiometer 138 gestattet es, die Empfindlichkeit, d. h. den Schwellwert für das Ansprechen der Unterbrechungsvorrichtung für die Zuführung des abzufüllenden Materials entsprechend dem spezifischen Widerstand dieses Stoffes zu regeln, um das vorzeitige Schliessen des Ventils 16 unter der Wirkung eines durch Schaum oder ein dünnes Häutchen, welches am Rohr C verbleibt, gebildeten Kontaktes zu verhindern.
Um "weiche" Dosen zu erhalten, d. h. solche ohne inneren Druck, kann man den Austritt des abzufüllenden Materials aus dem Rohr C in einfacher Weise derart regeln, dass das Niveau des abzufüllenden Produktes unterhalb des Niveaus der Elektroden der unteren Presse E verbleibt.
In gleicher Weise ist es möglich, dosierte Pakkungen ohne inneren Druck herzustellen und die automatische Regelvorrichtung für das Niveau in den Teilen 71, 72 der Backen der Zange F arbeiten zu lassen, wobei die Aussparungen gestatten, dass das durch die Elektroden der Schliesspresse E ausgetriebene Volumen des abgefüllten Stoffes in der Packung nach oben steigt.
Vorzugsweise werden die mit der erfindungsgemässen Maschine hergestellten Verpackungen in Form von kettenartig aneinandergereihten Einzelpackungen in horizontaler Richtung bei Z (Fig. 2) über eine Umlenkscheibe 141 ausgetragen.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte und oben beschriebene Ausfüh-
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rungsform beschränkt. Es sind vielmehr Abänderungen möglich, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird, wie z. B. : Die Maschine kann z. B. derart ausgebildet sein, dass sie gleichzeitig mehrere kettenartig aneinandergereihte Verpackungsstränge erzeugt. Dies kann auf eine der folgenden Arten erreicht werden.
Die Maschine kann aus mehreren, Mann an Mann gestellten Maschinen der oben beschriebenen Art zusammengestzt sein, wodurch ermöglicht wird, dass entweder mehrere voneinander getrennte Streifenpaare oder auch ein einzelnes Streifenpaar, welches sich über die ganze Breite der aus einzelnen erfindungsgemässen Maschinen zusammengesetzten Einheit erstreckt.
In diesem Falle müssen die Einzelmaschinen genügend weit voneinander versetzt sein, so dass sich die Abflachungen der unteren Schliesspressen wegen der Querdehnungen des Verpackungsmaterials, welche sich durch die Schweissung ergibt, einander nicht stören oder es kann in der einzelnen Maschine oder in jeder der einzelnen Maschinen eine obere Presse, welche den seitlichen Verschluss mehrerer Verpackungsstränge herstellen kann und eine untere Presse vorgesehen sein, welche mehrere Elektrodensätze oder Sätze von andern Schweissvorrichtungen aufweist. In diesem Falle ist es vorteilhaft, dass sich diese Paare der Schweissvorrichtung auf den Streifen nicht abstützen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die verschiedenen Paare der Vorrichtungen auf ihren Abstützungen, welche den Abstützungen 54 und 59 der Presse E (Fig. 5) entsprechen, einen toten Gang aufweisen.
Die Schweissung kann natürlich statt mit hochfrequentem elektrischen Strom auch auf eine andere bekannte Art durch lokale Erhitzung der Streifen, wie z. B. durch Erhitzung der Abstützteile mittels in diesen Abstützteilen untergebrachten elektrischen Widerständen, oder durch eine Impulserhitzung ausgeführt werden.
Einer der Streifen kann auch mit Aufschriften versehen werden, und es kann das Abrollen dieses Streifens in bekannter Weise z. B. mittels einer Photozelle, welche die Zentrierung dieser Aufschriften auf den einzelnen Säckchen gewährleistet, geregelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Automatische Maschine zum Abfüllen und Verpacken von flüssigen, pastenförmigen oder pulverförmigen Stoffen in Form von versiegelten, dosierten Mengen, von welchen jede in einem Säckchen eingeschlossen wird, welches von zwei miteinander durch Schweissung verbundenen Wandungen aus plastischem Material gebildet ist, wobei zwei Pressen vorgesehen sind, und wobei mittels einer dieser Pressen die Längsschweissnähte und mittels der andern die Querschweissnähte zur Verbindung der beiden Wandungen hergestellt werden, gekennzeichnet durch einen offen-und schliessbare, im Sinne einer wechselweise auf- und abwärtsgehenden Längsbewegung parallel zu den Wandungen (Q, R) angetriebene und getrennt von jeder der beiden Pressen ausgebildete Zugzange (F), welche die beiden Taschen bildenden Wandungen (Q, R)
jeweils um eine solche Strecke weiterzieht, dass die Länge einer Tasche der Länge einer beim Schliessen der die Längsschweissnähte erzeugenden Presse (D) erzeugten Längsschweissnaht entspricht, und weiters gekennzeichnet durch eine Betätigungsvorrichtung (H) für die synchrone Betätigung der Pressen (D und E) und der Zange (F) in dem Sinne, dass diese Zange die Wandungen (Q, R) weiterzieht, wenn die beiden Pressen (D, E) offen sind.