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Abzieh- und Querverschliessvorrichtung für Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen
Die Erfindung befasst sich mit einer Abzieh- und Querverschlíessvorrichtung für Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen, bei denen ein Packmaterialschlauch durch ein Füllrohr hindurch mit dem zu verpackenden Gut beschickt wird und unterhalb des Füllrohres Querverschlusswerkzeuge angeordnet sind, die den Schlauch ergreifen und sich während der Herstellung der Quernaht um die Länge eines Beutels in Förderrichtung des Schlauches bewegen, dabei den Schlauch über das Füllrohr abziehen, und die nach Beendigung der Abzugsbewegung mit geöffneten Schliessbacken in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.
Verpackungsmaschinen dieser Art sind an sich bekannt. Die Bewegung der Querverschlusswerkzeuge in Förderrichtung, welche zugleich'die Förderung des Packmaterialschlauches bewirkt, erfolgt bei den bekannten Maschinen auf mechanischem Wege. Will man bei diesen bekannten Maschinen in an sich bekannter Weise die Länge des Weges der Querverschlusswerkzeuge und damit die Länge des herzustellenden Schlauchbeutels verändern, so muss dazu die Verpackungsmaschine angehalten werden.
Das ist ein gro- sser Nachteil, da eine solche Änderung der Länge des Bewegungsweges der Querverschlusswerkzeuge nicht nur dann vorgenommen werden muss, wenn Beutel mit anderer Länge hergestellt werden sollen, sondern auch dann, wenn insbesondere'bei bedruckten Packmaterialbahnen beispielsweise-durch eine Unregelmä- ssigkeit im Aufdruck oder durch eine Dehnung der Packmaterialbahn die Quernähte nicht mehr an der richtigen Stelle im Verhältnis zum Aufdruck liegen. Bei den bekannten Verpackungsmaschinen ist es in diesem Falle erforderlich, dass die Verpackungsmaschine angehalten wird, um die Packmaterialbahn neu zu justieren.
Es ist bei Verpackungsmaschinen bekannt, die Querverschlusswerkzeuge durch druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Anordnungen sowohl in Schliessrichtung als auch in Förderrichtung der Packmaterialbahn zu bewegen. Daneben ist auch eine Verpackungsmaschine bekannt, bei der bei feststehenden Quersiegelbacken durch druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Anordnungen eine gesonderte Abzugsvorrichtung für die Packmaterialbahn bewegt wird.
Die Hubweglänge der Abzugsvorrichtung ist bei konstantem, oberem Totpunkt durch Höhenverstellung eines Schalters veränderbar, der die Druckmittelbeautschlagung unterbricht, wenn die Abzugsvorrichtung auf ihrem Bewegungsweg in Berührung mit diesem Schalter kommt. Eine Höhenverstellung dieses Schalters zur Änderung der Hubweglänge ist dabei nur bei stehender Maschine möglich.
Demgegenüber soll die Erfindung eine Abzieh- und Querverschliessvorrichtung für SchlauchbeutelVerpackungsmaschinen der eingangs beschriebenen Art schaffen, bei der die Auf- und Abbewegung der Querverschlusswerkzeuge in Förderrichtung des Packmaterialschlauches hydraulisch bewirkt und die Weglänge der Auf- und Abbewegung bei konstantem, oberem Totpunkt bei laufender Maschine stufenlos ver- änderbar ist.
Um dies zu erreichen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die Förderung des Schlauches bewirkenden Querverschlusswerkzeuge an einem in Förderrichtung des Schlauches beweglichen Zylinder befestigt sind, dessen Kolben maschinenfest ist, und dass die Beaufschlagung des Zylinders durch eine hubverstellbare Kolbenpumpe erfolgt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kolbenpumpe von
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einem zweiten Zylinder gebildet wird, dass dieser Zylinder um eine Schwenkachse verschwenkbar angeordnet ist, dass diese Schwenkachse eine Tangente an den Drehkreis einer Kurbel bildet, welche mit einer angetriebenen Welle einstückig ist, und dass die Verbindung zwischen der Kurbel und dem Kolben des zweiten Zylinders aus einer Stange besteht, die beiderseits mit Kugellagern versehen ist, so dass durch wählbar weite Verschwenkung des zweiten Zylinders um die Schwenkachse die durch die Drehung der Welle bewirkte Auf- und Abbewegung des Kolbens im Zylinder bei konstantem, unterem Totpunkt des Kolbens von kontinuierlich veränderbarer Länge ist.
Der Ausgleich eines möglichen Druckflüssigkeitsverlustes aus dem ersten Zylinder erfolgt gemäss der Erfindung durch eine zweite Kolbenpumpe, welche am Ende der Aufwärtsbewegung des ersten Zylinders Flüssigkeit in den Innenraum dieses Zylinders pumpt, wobei der erste Zylinder bei Erreichen der oberen Totpunktlage ein Ventil öffnet, durch das ein Überschuss an zugeführter Flüssigkeit abgeleitet wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Fig. l ist eine schematische Darstellung einer Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine, bei der die erfindungsgemässe Vorrichtung Anwendung findet. Fig. 2 stellt einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. l dar. Fig. 3 zeigt in vergrössertem Massstab einen Vertikalschnitt durch die in Fig. l mit dem Pfeil K gekennzeichneten Querverschlusswerkzeuge. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des Trennmessers. Fig. 5 ist eine Ansicht einer von der Maschine hergestellten fertigen Schlauchbeutelpackung. Die Fig. 6 und 7 stellen einen schematischen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung gemäss der Erfindung zur hydraulischen, steuerbaren Bewegung der Querverschlusswerkzeuge dar.
Die in Fig. l schematisch dargestellte Verpackungsmaschine, bei der der Erfindungsgegenstand Anwendung finden kann, ist an sich bekannt. Sie besteht aus einem Maschinengestell l, das auf seiner Oberseite mit einer Deckplatte 2 versehen ist. Senkrecht zur Deckplatte 2 ist an dieser vor dem Maschinengestell 1 ein Form- und Füllrohr 3 befestigt. Das Form- und Füllrohr 3 durchstösst die Deckplatte 2 und erweitert sich oberhalb der Deckplatte 2 trichterförmig. Auf der Deckplatte 2 ist eine (nicht dargestellte) Dosiervorrichtung bekannter Art angeordnet. Unterhalb der Deckplatte 2 ist am Form- und Füllrohr 3 eine Formschulter 4 angeordnet. Das heisssiegelfähige Verpackungsmaterial wird in Form einer auf der Rückseite des Maschinengestells 1 angeordneten Vorratstrommel 5 vorrätig gehalten.
Die Packmaterialbahn wird von der Vorratsrolle 5 abgezogen und über eine Führungsrolle 6 zur Formschulter 4 geführt, welche das bandartige Verpackungsmaterial um das Formrohr 3 herumlegt. Dabei überlappen sich die Längskanten des Packmaterialbandes an der Stelle a (Fig. 2) geringfügig.
Eine gegen das Formrohr 3 arbeitende Längsschweissbacke 7 verschweisst die Längskanten der Packmaterialbahn durch eine Langsnaht d miteinander, so dass ein Packmaterialschlauch entsteht. Unterhalb des Form- und Füllrohres 3 sind die Querschweissbacken 8 und 9 angeordnet. Sie sind in Richtung der in Fig. l dargestellten. zweiseitigen Pfeile horizontal, senkrecht zum Packmaterialschlauch beweglich.
Ausserdem sind diese Querschweissbacken 8 und 9 vertikal beweglich, was weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird. Im geschlossenen Zustand (Fig. l und 3) pressen die Quersiegelbacken 8 und 9 den Packmaterialschlauch zwischen sich ein und stellen dabei mit ihren oberen Hälften fl und f2 eine obere Quernaht b und mit ihren unteren Hälften el und e2 eine untere Quernaht c am Packmaterialschlauch her.
Gleichzeitig mit der Herstellung der Quernähte bewegen sich die Querschweissbacken 8 und 9 abwärts und ziehen dabei den Packmaterialschlauch von der Vorratsrolle 5 über die Führungsrolle 6 und die Formschultern 4 nach unten ab. Die Grösse der Abwärtsbewegung der Querschweissbacken 8 und 9 entspricht der Länge eines herzustellenden Beutels (Fig. 5). Während der Abwärtsbewegung der Querschweissbacken 8 und 9 wird der Packmaterialschlauch gleichzeitig zwischen den beiden Nähten vom Trennmesser 12 durchtrennt. Das gezahnte Trennmesser ist in einer Teilaufschicht in Fig. 4 gesondert dargestellt. Nach Erreichen der unteren Totpunktlage öffnen sich die Querschweissbacken 8 und 9, der fertige, abgetrennte Beutel fällt nach unten, und die Querschweissbacken wandern in ge- öffneter Stellung zurück in ihre obere Totpunktlage.
Gleichzeitig wird durch das Füllrohr 3 hindurch eine im Dosierbecher 11 dosierte Menge zu verpackenden Materials in den Packmaterialschlauch eingefüllt. Dazu wird der den Dosierbecher 11
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schweissbacken 8 und 9 und nach dem beschriebenen Einfüllen des zu verpackenden Materials schlie- ssen sich die Querschweissbacken wieder und der Vorgang des Abziehens des Packmaterialschlauches unter gleichzeitiger Herstellung der Querschweissnähte beginnt von neuem.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 die hydraulisch arbeitende Vorrichtung gemäss der Erfindungbeschrieben, mitderdie vertikale Bewegung der Querschweissbacken 8 und 9 bewirkt wird.
Mit dieser Vorrichtung ist es, wie sich aus der weiteren Beschreibung noch ergeben wird, möglich, die Grösse der vertikalen Bewegung der Querschweissbacken 8 und 9 bei laufender Maschine durch Ver- änderung der unteren Totpunktlage der Querschweissbacken 8 und 9 zu ändern, ohne dass sich die obere Totpunktlage der Querschweissbacken 8 und 9 ändert.
Die Querschweissbacken 8 und 9 sind an einem vertikal verschieblichen, oben geschlossenen Zylinder 86 befestigt. Der Zylinder 86 ist in Gleitlagern 13 und 14 geführt, welche im Maschinengestell 1 gelagert sind. Im Zylinder 86 befindet sich ein Kolben 15, der mittels einer Hohlstange 16 am Maschinengestell 1 starr befestigt ist. Der Kolben 15 ist mittig durchbohrt, so dass das Innere des Zylinders 86 durch diese Bohrung mit dem Innenraum der Hohlstange 16 in Verbindung steht.
Auf das aussen liegende, vom Kolben 15 abgelegene Ende der Hohlstange 16 ist ein Schlauch 17 aufgezogen, der das Innere des Zylinders 86 über die Hohlstange 16 mit dem Innenraum eines Zylinders 18 (Fig. 7) verbindet. Im Zylinder 18 ist ein Kolben 19 angeordnet. Eine (in nicht dargestellter Weise) motorisch angetriebene Welle 21 ist in Lagern 22 und 23 drehbar gelagert.
Die Lager 22 und 23 sind am Maschinengestell 1 befestigt. Eine Kurbel 24 ist am unteren Ende der Welle 21 vorgesehen und mit dieser einstückig. Die Kurbel 24 ist mit dem erwähnten Kolben 19 durch eine Stange 25 verbunden. Den Anschluss zwischen der Stange 25 und der Kurbel 24 stellt das Kugelgelenk 26 her. Den Anschluss zwischen dem Kolben 19 und der Stange 25 stellt das Kugelgelenk 27 her.
Durch die Anordnung der beiden Kugelgelenke 26 und 27 an den Enden der Stange 25 ist eine freie Beweglichkeit des Zylinders 18 mit dem darin befindlichen Kolben 19 gegenüber der Kurbel 24 und der damit einstückigen Welle 21 möglich. Der Zylinder 18 ist an einer Gabel 28 befestigt, welche um die am Maschinengestell 1 befestigte Achse 42 schwenkbar ist. Die Achse 42 bildet eine Tangente an denjenigen Kreis, den die Kurbel 24 beschreibt, wenn die Welle 21 sich um ihre Längsachse dreht.
Die Welle 21 ist mit einer Exzenternocke 29 versehen, die mit einem Tauchkolben 30 zusammenarbeitet. Der Tauchkolben 30 bewegt sich in einem Zylinder 31, und wird unter der Wirkung einer Druckfeder 32 federnd gegen die Nocke 29 geführt. Der Zylinder 31 steht über ein Einwegventil 33 mit einem Flüssigkeitsvorratsbehälter 34 in Verbindung. Ausserdem ist er über ein Einwegventil 35 an eine Leitung 36 angeschlossen, welche in das Innere der Hohlstange 16 führt.
Ein mildern oberen Ende des Zylinders 86 zusammenarbeitender, um die Achse 38 drehbarer, zweiarmiger Hebel 37 bedient über einen Stab 39 ein Ventil 40, das in einer Abzweigung an der Leitung 36 angeordnet ist und die Verbindung zu einer Leitung 41 herstellt, welche zurück zum Behälter 34 führt.
Eine Zugfeder 20 ist einerseits am oberen Ende des Zylinders 86 und anderseits am Maschinengestell 1 befestigt und ist bestrebt, den Zylinder 86 nach unten zu ziehen.
Der Innenraum des Zylinders 86, die Hohlstange 16, der Schlauch 17 und der Innenraum des Zylinders 18, ebenso wie der Behälter 34, die Leitung 36 und die Leitung 41 sind mit einer Flüssigkeit gefüllt.
Die Auf- und Abbewegung des Zylinders 86 und damit die Auf- und Abbewegung der Schweissbacken 8 und 9 erfolgt dadurch, dass der Kolben 19 im Zylinder 18 auf-und abbewegt wird, wodurch die Flüssigkeit bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 19 über den Schlauch 17 in den Zylinderraum 86 eingepresst wird, so dass der Zylinder 86 nach oben gleitet, und bei der Aufwärtsbe- wegung des Kolbens 19 die Flüssigkeit aus dem Zylinder 86 abströmt, so dass der Zylinder 86 unter der zusätzlichen Wirkung der Feder 20 nach unten gleitet. Die Zugfeder 20 sorgt dabei dafür, dass bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 19 kein Unterdruck im Zylinder 86 entsteht, sondern sich der Zylinder 86 sofort nach unten bewegt.
Die Auf- und Abbewegung des Kolbens 19 im Zylinder 18 erfolgt durch die motorisch angetriebene Welle 21 und soll nun im einzelnen beschrieben werden. Bei der Drehung der Welle 21 um ihre Längsachse beschreibt die Kurbel 24 einen Kreis. Dabei bewegt sich die Verbindungsstange 25 zwischen der Kurbel 24 und dem Kolben 15 auf der Mantelfläche eines imaginären Kegels, dessen
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Bodenkreisfläche vonder Kurbel 24 bestrichen wird und dessen Spitze im Kugelgelenk 27 liegt. Fällt die Längsachse des Zylinders 18 so, wie in Fig. 7 in ausgezogenen Linien dargestellt, mit der Längsachse der Welle 21 zusammen. so ist dieser imaginäre Kegel ein gerader Kegel.
In diesem Grenzfall bewegt sich der Kolben 19 im Zylinder 18 bei Drehung der Welle 21 nicht auf und ab, so dass infolgedessen auch der Zylinder 86 unbewegt bleibt.
Infolge der Aufhängung des Zylinders 18 an der um die Achse 42 schwenkbaren Gabel 28 ist es jedoch möglich, den Zylinder 18 zur Seite zu verschwenken. Es ist zu erkennen, dass der imaginäre Kegel dann ein schiefer Kegel wird. Denkt man sich zum besseren Verständnis die Kurbel 24 aus der in Fig. 7 dargestellten Stellung um 1800 verdreht (diese Stellung entspricht der unteren Totpunktlage des Kolbens 19 und damit der oberen Totpunktlage des Zylinders 86) so liegt nun das Kugelgelenk 26 unmittelbar neben der Achse 42, die wie bereits beschrieben, eine Tangente an den Drehkreis der Kurbel 24 bildet.
Es ist ersichtlich, dass der Zylinder 18 in dieser Stellung der Kurbel 24 seitlich verschwenkt werden kann, ohne dass sich der Kolben 19 im Zylinder 18 bewegt. Die obere Totpunktlage des Zylinders 86 bleibt daher immer konstant. Befindet sich die Kurbel 24 jedoch in der in Fig. 7 dargestellten Stellung (welche dem oberen Totpunkt des Kolbens 19 und damit dem unteren Totpunkt des Zylinders 86 entspricht), so bewegt sich der Kolben 19 bei einer seitlichen Verschwenkung des Zylinders 18 um einen Weg s im Zylinder 18 nach oben. Der Weg s wächst mit grösser wer- dendem Ausschlag des Zylinders 18.
Im Betrieb dreht sich die Welle 21 kontinuierlich um ihre Längsachse. Eine vollständige Umdrehung entspricht dabei einer Auf- und Abbewegung des Zylinders 86 und damit der Quersiegelbacken 8 und 9. Der Zylinder 18 ist im Betrieb mehr oder weniger weit um die Achse 42 seitlich verschwenkt. Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass der Hubweg s des Kolbens 19 und damit der Quersiegelbacken 8 und 9 mit grösser werdendem seitlichen Ausschlag des Zylinders 18 grösser wird. Dabei verändert sich allerdings nur die Lage des oberen Totpunktes des Kolbens 19 und damit des unteren Totpunktes des Zylinders 86. Der untere Totpunkt des Kolbens 19 und damit der obere Totpunkt des Zylinders 86 (und infolgedessen der Quersiegelbacken 8 und 9) bleiben konstant.
Die Veränderung der Hubweglänge durch Verschwenkung des Zylinders 18 kann sowohl bei laufender als auch bei stillstehender Maschine erfolgen.
Die Verschwenkung des Zylinders 18 erfolgt entweder mit (nicht dargestellten) mechanischen Mitteln oder von Hand. Mit einer (nicht dargestellten) Befestigungsvorrichtung kann der Zylinder 18 in jeder beliebigen Schräglage festgehalten werden.
Zum Ausgleich eines möglichen Flüssigkeitsverlustes aus dem Zylinderraum 86 und dem mit diesem in Verbindung stehenden Innenraum der Hohlstange 16, des Schlauches 17 und des Zylinders 18 wird die Nocke 29 auf der Welle 21 wirksam. Die Nocke 29 schiebt den Tauchkolben 30 bei jeder Umdrehung der Welle 21, welche ja jeweils einer Auf-und Abbewegung der Quersiegelbacken 8 und 9 entspricht, einmal in den Zylinder 31 hinein. Die Rückbewegung des Tauchkolbens 30 aus dem Zylinder 31 heraus wird durch die Druckfeder 32 bewirkt. Bei dieser Rückbewegung wird durch das Ventil 33 aus dem Behälter 34 Druckflüssigkeit angesaugt. Kurz bevor der Zylinder 86 seme höchste Stellung erreicht hat, wird diese angesaugte Flüssigkeit durch den von der Nocke 29 vorgeschobenen Tauchkolben 30 über das Ventil 35 und die Leitung 36 in das Innere der Hohlstange 16 gefördert.
Um zu verhindern, dass der Zylinder 86 durch Zuförderung von zuviel Flüssigkeit über seine obere Totpunktlage hinauswandert, wird der Hebel 37 wirksam. Der Zylinder 86 verschwenkt in seiner oberen Totpunktlage den Hebel 37 derart, dass die Stange 39 das Ventil 40 an der Leitung 36 öffnet, so dass die weiter durch die Leitung 36 zugeführte Flüssigkeitsmenge über die Leitung 41 in den Behälter 34 zurückfliesst. Die obere Totpunktlage des Zylinders 86 kann sich also durch die Zuförderung von Druckflüssigkeit durch die Leitung 36 nicht ver- ändern. Gleichzeitig wird durch die Anordnung des Hebels 37 der Zylinder 86 in seiner oberen Totpunktlage eine kurze Zeit lang zum Stillstand gebracht, so dass es möglich ist, die Quersiegelbacken 8 und 9 zu schliessen, ohne dass zugleich eine Vertikalbewegung der Quersiegelbacken erfolgt.
Selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung durch die Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispieles nicht begrenzt. Vielmehr sind viele Variationen möglich, ohne dass der Schutzumfang des vorliegenden Patentschrift. wie er sich aus den nachfolgenden Ansprüchen, der Be- schreibung und den beigefügten Zeichnungen ergibt, verlassen wird.