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Der
Anmeldegegenstand betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort
eine vertikale Schlauchbeutelmaschine zum Erzeugen und Befüllen von
Schlauchbeuteln.
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Vertikale
Schlauchbeutelmaschinen sind hinlänglich bekannt. Eine derartige
Verpackungsmaschine weist eine Folienbahn auf. Ein Folienabzug dient
zum Abziehen der Folienbahn von einer Vorratsrolle. An einer Formschulter
wird die Folienbahn zu einem Folienschlauch umgeformt. Eine Längssiegeleinrichtung
ist zum Verschweißen
der Ränder
der Folienbahn und somit des Folienschlauches parallel zur Transportrichtung
des Folienschlauches vorgesehen, wobei eine Längsnaht gebildet wird. Ein
Füllrohr dient
zum Aufnehmen und Befüllen
des Folienschlauches. Eine Quersiegelstation mit zwei gegeneinander
bewegbaren Schweißbacken
ist zum Verschweißen
des Folienschlauches und zum Erzeugen von Quernähten vorgesehen. Mittels einer
Trenneinrichtung werden die erzeugten Schlauchbeutel vom Folienschlauch
abgetrennt. Ein auf einer Seite des Folienschlauches gelegener Seitenfaltenerzeuger dient
zum Erzeugen einer Seitenfalte im Folienschlauch und somit in den
Schlauchbeuteln.
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Die
fertiggestellten und befüllten
Schlauchbeutel erhalten durch die eingelegte und in den Quernähten eingeschweißte Seitenfalte
dort eine größere Tiefe.
Sie können
auf die Seitenfalte gestellt werden. Dabei bilden die beiden die
Seitenfalte begrenzenden Kanten sodann die Bodenkanten eines unten
relativ breiten und dadurch standfähigen Schlauchbeutels.
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Die
bekannte Schlauchbeutelmaschine mit Seitenfaltenerzeuger zum Einlegen
einer Seitenfalte in den Folienschlauch, wobei nur auf einer Seite
des Folienschlauches eine Seitenfalte erzeugt wird, hat den Nachteil,
dass der Folienschlauch an dieser Seite etwas kürzer ist als an der gegenüberliegenden Seite.
Dies liegt daran, dass sich die beiden Seitenkanten, zwischen denen
die Seitenfalte eingelegt ist, relativ stark krümmen, vor allem wenn Produkt
in das untere Ende des Folienschlauches geworfen wird, da dort wegen
der Seitenfalte eine relativ geringe mechanische Spannung in der
Folie vorkommt. Da der Weg entlang dieser Krümmungen genauso lang ist wie
der Weg entlang einer Folienschlauchbegrenzung auf der gegenüber liegenden
Seite des Folienschlauches, erfährt
der Folienschlauch eine Krümmung
in Transportrichtung im Bereich der Quersiegelstation hin zu der
Seite, an welcher sich der Seitenfaltenerzeuger befindet.
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Die
Krümmung
des Folienschlauches führt dazu,
dass der Folienschlauch von der horizontal ausgerichteten Quersiegelstation
stets schräg,
d. h. in einem spitzen Winkel zu einer Folienbedruckung verschweißt und durchtrennt
wird. Dies führt
zu einem unkorrekten, d. h. leicht schrägen Aufdruck auf einem fertiggestellten
Schlauchbeutel, welcher z. B. auf die beiden Kanten der Seitenfalte
gestellt wird.
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Es
liegt die Aufgabe zugrunde, bei Schlauchbeuteln mit nur einseitig
eingelegter Seitenfalte ein quer zum Schlauchbeutel ausgerichtetes
Druckbild nicht schräg
auf diesem vorkommen zu lassen.
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Gelöst ist die
Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1. Danach ist an der Quersiegelstation eine Verstelleinrichtung
vorgesehen, um zwischen der Ausrichtung der Schweißbacken
und der Horizontalen einen Winkel einzustellen, welcher sich auf
der dem Seitenfaltenerzeuger gegenüber liegenden Seite des Folienschlauches
oberhalb der Horizontalen aufspannt.
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Die
vorgeschlagene Neuerung hat den Vorteil, dass die Schweißbacken
stets so verschwenkt werden können,
wie es der gekrümmte
Folienschlauch verlangt, um stets den zusammengedrückten Folienschlauch
quer, also in einem rechten Winkel zu seinen Rändern verschweißen und
durchtrennen zu können.
Dadurch wird auch die Bedruckung der vom Folienschlauch abgetrennten
Schlauchbeutel exakt ausgerichtet.
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Die
Verstelleinrichtung dient sowohl zum Verstellen der Ausrichtung
der beiden Schweißbacken
als auch zum Arretieren der Schweißbacken in einem bestimmten
Winkel zur Horizontalen. Es gibt mehrere Möglichkeiten diesen Winkel zu
erzeugen. Da die Trenneinrichtung in einer Schweißbacke integriert
ist, erfährt
sie ebenfalls den Winkel, so dass die Folienschlauchdurchtrennung
stets an die Folienschlauchquerverschweißung angepasst ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Schlauchbeutelmaschine sind
in den Ansprüchen
2 bis 10 beschrieben.
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Je
nach Beutelbreite, d. h. je nach Länge der in einem Schlauchbeutel
eingeschweißten
Seitenfalte und der Beuteltiefe, ist das Verhältnis der Wegunterschiede des
Folienschlauches, an der Seitenfalte im Vergleich zur gegenüberliegenden
Seite des Folienschlauches, wo keine Seitenfalte vorgesehen ist, verschieden.
Im allgemeinen werden gute Ergebnisse hinsichtlich eines guten Erscheinungsbildes
eines fertiggestellten Schlauchbeutels erreicht, wenn der Winkel
zwischen 0 und 30 Grad liegt (Anspruch 2).
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Das
Verschwenken der Schweißbacken,
genauer gesagt der Siegelflächen
und der Trenneinrichtung kann auf verschiedene Weise erreicht werden. So
können
die Schweißbacken
jeweils über
eine Backenhalterung um eine Schwenkachse schwenkbar sein (Anspruch
3). Oder die Schweißbacken
sind jeweils über
einen Backenträger
mit einer Schwenkachse verbunden (Anspruch 4). Dabei muss die Schwenkachse
nicht in Form einer Welle ausgeführt sein.
Unter Backenhalterung ist dabei die Halterung gemeint, an welcher
eine Schweißbacke
befestigt ist. Der Backenträger
trägt die
Schweißbacke
mitsamt der Backenhalterung. Ein Backenträger kann z. B. verschwenkt
werden, indem eine gesamte Quersiegeleinheit gekippt wird. Dabei
kann auch ein Antrieb für
die Erzeugung der gegenläufigen
Bewegung, gegebenenfalls mit Getriebe, gekippt werden. Prinzipiell reicht
es aber aus, wenn nur die Siegelflächen und die Trenneinrichtung
verschwenkt und in verschwenkter Position arretiert werden.
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Die
Verstelleinrichtung kann manuell verstellbar sein (Anspruch 5),
z. B. mittels einer Steckverbindung (Anspruch 6), welche einen Stift
aufweist, der in eine von mehreren Aussparungen gesteckt wird, um
eine Schwenkposition derart zu arretieren. Oder die Verstelleinrichtung
weist eine Verstellschraube (Anspruch 7) auf, welche in ein Gewinde
eines zu verschwenkenden Bauteils eingreift. Desweiteren kann die
Verstellung des Winkels auch motorisch, z. B. in winkelgenauer Weise
mittels eines Servomotors erfolgen (Anspruch 8).
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Im
Falle einer motorischen Winkelverstellung könnte ein Sensor zum Erkennen
einer Krümmung des
Folienschlauches, welche unterhalb des Seitenfaltenerzeugers vorkommt,
dazu vorgesehen werden, über
eine Verbindung, insbesondere eine Leitung mit dem Motor zu kommunizieren,
um stets für ein
der Schlauchkrümmung
entsprechendes Verschwenken der Schweißbacken zu sorgen (Anspruch 9).
Als Sensor eignet sich dabei jeder gängige Entfernung messender
Sensor oder eine horizontale Reihe einzelner Sensoren (Anspruch
10).
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Im
folgenden wird die Erfindung an Hand Ausführungsbeispiele darstellender
Figuren näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 in
einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine vertikale
Schlauchbeutelmaschine mit einem Seitenfaltenerzeuger zum Erzeugen
einer Seitenfalte in einem Folienschlauch und damit in den erzeugten
Schlauchbeuteln;
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2 in
einer um 90 Grad versetzten Seitenansicht den Folienschlauch mit
der Seitenfalte der 1 und mit den ihn verschweißenden Schweißbacken,
wobei eine Verstelleinrichtung dazu vorgesehen ist, einen bestimmten
Winkel zwischen der Horizontalen und der Ausrichtung der Schweißbacken
zu fixieren, um den hin zur Seitenfalte gekrümmten bzw. ausgelenkten Folienschlauch
entsprechend zu dessen Bedruckung verschweißen und durchtrennen zu können;
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3 in
einer Ansicht von oben einen erzeugten Schlauchbeutel;
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4 in
einer Seitenansicht einen erzeugten Schlauchbeutel;
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5 in
einer Seitenansicht eine Schweißbacke,
welche mittels einer Verstellschraube relativ zu ihrem Backenhalter
verschwenkbar ist;
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6 in
einer Seitenansicht eine Schweißbacke,
die mitsamt ihrem Backenträger
elektromotorisch verstellbar ist, sowie
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7 in
einer Ansicht von oben einen Backenträger mit zwei gegeneinander
bewegbaren Schweißbacken,
der für
eine Ausgestaltung einer Verstelleinrichtung analog 2 oder 6 geeignet
ist.
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Bei
einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 3 mit einer Folienbahn 14 und
einem Folienabzug 15 zum Abziehen der Folienbahn 14 von
einer Vorratsrolle 16 und über eine Umlenkrolle 20 dient
eine Formschulter 17 zum Umformen der Folienbahn 14 zu
einem Folienschlauch 2 (1). Mittels
einer Längssiegeleinrichtung 18 werden
die Ränder
der Folienbahn 14 und somit der Folienschlauch 2 parallel
zur Transportrichtung 19 des Folienschlauches 2 mittels
einer Längsnaht 13 verschweißt. Ein
Füllrohr 44 ist
zum Aufnehmen und Befüllen
des Folienschlauches 2 vorgesehen und eine Quersiegelstation 28 mit
zwei gegeneinander bewegbaren Schweißbacken 1, 6 zum
Verschweißen
des Folienschlauches 2 und zum Erzeugen von Quernähten 10.
Eine Trenneinrichtung 11 dient zum Abtrennen erzeugter Schlauchbeutel 12 vom
Folienschlauch 2. Ein auf einer Seite 30 des Folienschlauches 2 gelegener
Seitenfaltenerzeuger 4 ist zum Erzeugen einer Seitenfalte 7 im
Folienschlauche 2 und somit in den Schlauchbeuteln 12 vorgesehen.
Die dabei entstehenden Bodenkanten 8 werden nach einer
Drehung der Schlauchbeutel 12 um 90 Grad für deren
Standfähigkeit
genutzt (4). Dabei werden mit dem Füllrohr 44 verbundene
Folienauslenker 5 dazu genutzt, die Bodenkanten 8 auszubilden.
Ein weiterer, jedoch einzelner Folienauslenker 21 (2)
bewirkt eine Ausformung einer Kopfkante (3, 4)
der Schlauchbeutel 12. Die am Folienschlauch 2 erzeugten
Quernähte 10 werden
somit zu Seitennähten
der Schlauchbeutel 12.
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Da
im Bereich der Seitenfalte 7 die Bodenkanten, hauptsächlich infolge
der Befüllung
des unteren Endes des Folienschlauches 2, eine Krümmung erfahren
(2), verkürzt
sich dort der Folienschlauch 2, wogegen er im Bereich der
Kopfkante 22 diese Krümmung
nicht aufweist und folglich dort länger ist. Somit wird der Folienschlauch 2 in
Transportrichtung 19 an seinem unteren Ende zur Seite 30 des Seitenfaltenerzeugers 4 hin
gebogen. Genau genommen erfolgt eine Abknickung. Diese ist nachteilig
für den
Querverschweiß-
und Trennvorgang, denn ein Druckbild des Folienschlauches 2 mitsamt
einer Beschriftung und einer Produktinformation ist darauf ausgelegt,
dass eine Foliendurchtrennung quer, d. h. in einem 90 Grad-Winkel
zur Transportrichtung 19 erfolgt.
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Um
trotz der Schlauchabknickung den Folienschlauch 2 quer
zu dessen fortlaufender Bedruckung verschweißen und durchtrennen zu können, ist
an der Quersiegelstation 28 eine Verstelleinrichtung 25 vorgesehen,
um zwischen der Ausrichtung der Schweißbacken 1, 6 und
der Horizontalen 29 einen Winkel 23 einzustellen,
welcher sich auf der dem Seitenfaltenerzeuger 4 gegenüber liegenden
Seite 31 des Folienschlauches 2 oberhalb der Horizontalen 29 aufspannt.
Dieser Winkel 23 beträgt
10 Grad und führt
zu einem Druckbild auf den Schlauchbeuteln 12, der dem
auf Schlauchbeuteln 12, welche keine einseitige Seitenfalte 7 aufweisen,
entspricht. Der Winkel 23 gleicht also den Krümmungseffekt
aus.
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Es
gibt mehrere Möglichkeiten,
den Winkel 23 zwischen den Siegelflächen 9 und der Trenneinrichtung 11 einerseits
und der Horizontalen 29 andererseits zu erzeugen. Beim
ersten Ausführungsbeispiel
sind die beiden Schweißbacken 1, 6 mitsamt
ihrem Backenträger 32 und
einem (nicht dargestellten) Antrieb zum Bewegen der Schweißbacken 1, 6 und der
Trenneinrichtung 11 mit einer Schwenkachse 27 verbunden.
Diese Schwenkachse 27 muss nicht in Form eines Gelenkes
oder einer Welle ausgebildet sein. Im Prinzip führt ein Verkippen der gesamten Quersiegelstation 28 oder
deren Bewegungsmechanik zu dem vorgesehenen Winkel 23.
Die Verstelleinrichtung 25 ermöglicht es, dass die Quersiegelstation 28 manuell
verschwenkt und mittels einer Arretierung 26 in der verschwenkten
Position fixiert wird. Dazu weist die Verstelleinrichtung 25 eine
Steckverbindung 33 auf, an welcher durch Einstecken eines
Stiftes 40 in eine Aussparung 41 des Backenträgers 32 und
eine von mehreren Aussparungen 41 einer gekrümmten Leiste 42 der
Winkel 23 fixiert wird.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 6 wird ebenfalls der Backenträger 32 verschwenkt,
jedoch weist hier die Verstelleinrichtung 25 einen Motor 35 zum
Verstellen des Winkels 23 auf. Dieser dient auch zur Arretierung
von Drehmomenten, welche relativ gering sind. Eine horizontal ausgerichtete
Reihe von Sensoren 36 ist zum Erkennen einer Krümmung des Folienschlauches 2 unterhalb
des Seitenfaltenerzeugers 4 vorgesehen. Die Sensoren 36 sind über eine Leitung 37 mit
dem Motor 35 verbunden. Der Winkel 23 wird automatisch
an eine momentane Schlauchkrümmung
angepasst. Diesem und dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist gemeinsam,
dass ein gemeinsamer Backenträger 32 zum
Tragen der Schweißbacken 1, 6 vorgesehen
ist (7). Eine Schweißbacke 6 wird von
einer Backenhalterung 24 gehalten, welche zwei Durchtritte 39 aufweist.
In den Durchtritten 39 gleiten Stangen 38, welche
mit einer Backenhalterung 24 der anderen Schweißbacke 1 verbunden
sind.
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Beim
dritten Ausführungsbeispiel
(5) sind die Schweißbacken 1, 6 relativ
zu ihren Backenhalterungen 24 verschwenkbar. Dabei dient
eine Stange des Backenträgers
als Schwenkachse 27. Die Verstelleinrichtung 25 weist
eine Verstellschraube 34 auf. Diese dreht mit ihrem Außengewinde
in einem starr mit einer Schweißbacke 1, 6 verbundenen Innengewinde 43.
Der Backenträger 32 bleibt
horizontal ausgerichtet. Der Antrieb für die Querbackenbetätigung toleriert
den vorgegebenen spitzen Winkel 23.
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- 1
- Schweißbacke
- 2
- Folienschlauch
- 3
- vertikale
Schlauchbeutelmaschine
- 4
- Seitenfaltenerzeuger
- 5
- Folienauslenker
- 6
- gegenläufige Schweißbacke
- 7
- Seitenfalte
- 8
- Bodenkante
- 9
- Siegelfläche
- 10
- Quernaht
- 11
- Trenneinrichtung
- 12
- Schlauchbeutel
- 13
- Längsnaht
- 14
- Folienbahn
- 15
- Folienabzug
- 16
- Vorratsrolle
- 17
- Formschulter
- 18
- Längssiegeleinrichtung
- 19
- Transportrichtung
- 20
- Umlenkrolle
- 21
- Folienauslenker
- 22
- Kopfkante
- 23
- Winkel
- 24
- Backenhalterung
- 25
- Verstelleinrichtung
- 26
- Arretierung
- 27
- Schwenkachse
- 28
- Quersiegelstation
- 29
- Horizontale
- 30
- Seite
- 31
- gegenüberliegende
Seite
- 32
- Backenträger
- 33
- Steckverbindung
- 34
- Verstellschraube
- 35
- Motor
- 36
- Sensor
- 37
- Leitung
- 38
- Stange
- 39
- Durchtritt
- 40
- Stift
- 41
- Aussparung
- 42
- Leiste
- 43
- Innengewinde
- 44
- Füllrohr