DE102005009436A1 - Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels in einer Schlauchbeutel-Füllmaschine - Google Patents

Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels in einer Schlauchbeutel-Füllmaschine Download PDF

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Schlauchbeutel-Füllmaschine umfasst eine Transporteinrichtung für ein Schlauchbeutelband, eine Einfülleinrichtung, mittels der ein Produkt in das endseitig verschlossene Schlauchbeutelband einfüllbar ist, eine Auspresseinrichtung, mittels der das Schlauchbeutelband in dem Bereich des Füllniveaus des Produktes zusammendrückbar ist, eine Verschlusseinrichtung, mittels der das Schlauchbeutelband oberhalb des durch die Auspresseinrichtung zusammengedrückten Bereichs unter Bildung eines geschlossenen, gefüllten Schlauchbeutels verschließbar ist, und eine Trenneinrichtung, mittels der der Schlauchbeutel vom Schlauchbeutelband abtrennbar ist. Die Auspresseinrichtung weist dabei zumindest zwei auf entgegengesetzten Seiten des Schlauchbeutelbandes angeordnete, mittels einer Antriebsvorrichtung angetriebene Backen auf, die aufeinander zu bewegt werden und an denen jeweils zumindest ein pendelnd gelagertes Druckteil angeordnet ist, das mit dem Schlauchbeutelband außenseitig in Anlage kommt und Luft aus dem gefüllten Schlauchbeutel herauspresst. Dabei ist vorgesehen, dass die aufeinander zu gerichtete Schließbewegung der Backen vor Erreichen einer Schließstellung zumindest abgebremst wird, dass die Druckteile beim Abbremsen der Schließbewegung der Backen infolge Massenträgheit gegeneinander schwingen und dabei die Luft aus dem Schlauchbeutel herauspressen und dass die Schließbewegung der Backen anschließend bis zum Erreichen der Schließstellung fortgesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels in einer Schlauchbeutel-Füllmaschine, die eine Transporteinrichtung für ein Schlauchbeutelband, eine Einfülleinrichtung, mittels der ein Produkt in das endseitig verschlossene Schlauchbeutelband einfüllbar ist, eine Auspresseinrichtung, mittels der das Schlauchbeutelband im Bereich des Füllniveaus des Produktes zusammendrückbar ist, eine Verschlusseinrichtung, mittels der das Schlauchbeutelband oberhalb des durch die Auspresseinrichtung zusammengedrückten Bereichs unter Bildung eines geschlossenen, gefüllten Schlauchbeutels verschließbar ist, und eine Trenneinrichtung aufweist, mittels der der Schlauchbeutel vom Schlauchbeutelband abtrennbar ist, wobei die Auspresseinrichtung zumindest zwei auf entgegengesetzten Seiten des Schlauchbeutelbandes angeordnete, mittels einer Antriebsvorrichtung angetriebene Backen aufweist, die aufeinander zu bewegt werden und an denen jeweils zumindest ein pendelnd gelagertes Druckteil angeordnet ist, das mit dem Schlauchbeutelband außenseitig in Anlage kommt und Luft aus dem gefüllten Schlauchbeutel herauspresst.
  • Insbesondere Lebensmittel werden in vielen Fällen in sogenannten Schlauchbeuteln aus Kunststoff-Folie verpackt, wobei im folgenden beispielhaft von dem Abfüllen und Verpacken von einem rieselfähigen Produkt, beispielsweise Müsli, ausgegangen wird, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
  • Das rohrförmige Schlauchbeutelband ist entweder vorgefertigt und als sehr langes bzw. endloses Band auf eine Spule aufgewickelt oder es wird vor dem Abfüllvorgang aus einer ebenen Folienbahn einer Kunststoff-Folie hergestellt, indem die Kunststoff-Folie um einen Formkörper gelegt und mittels einer Längsnaht zu dem Schlauchbeutelband verschweißt wird.
  • Das Schlauchbeutelband, das an seinem unteren Ende mittels einer Bodennaht verschlossen ist, wird in der Füllmaschine mit dem Produkt bis zu einem gewünschten Füllvolumen befüllt. Daraufhin werden beheizbare Verschlussbacken geschlossen, die um ein vorbestimmtes Maß oberhalb des Füllniveaus des Produktes angeordnet sind. Die Verschlussbacken nehmen das Schlauchbeutelband zwischen sich auf und verschließen dieses unter Bildung einer Kopfnaht, so das zwischen der Bodennaht und der Kopfnaht ein geschlossener Schlauchbeutel gebildet ist, in dem das Produkt in abgedichteter Weise aufgenommen ist. Gleichzeitig mit der Ausbildung der Kopfnaht des Schlauchbeutels wird auch eine Bodennaht des nächsten Schlauchbeutels ausgebildet. Mittels eines Messers wird das Schlauchbeutelband zwischen der Kopfnaht und der unmittelbar benachbarten Bodennaht des nächsten Schlauchbeutels abgeschnitten und somit der Schlauchbeutel vereinzelt. Das verbleibende Schlauchbeutel band wird dann in der Füllmaschine weitertransportiert und anschließend mit dem Produkt befüllt.
  • Um das Volumen des gefüllten Schlauchbeutels möglichst gering zu halten, ist es bekannt ( US 3 052 074 ; US 3 256 673 ), die im Schlauchbeutel oberhalb des Produktes befindliche Luft mittels einer Auspresseinrichtung zu verdrängen, bevor die Verschlusseinrichtung den Schlauchbeutel mittels der Kopfnaht verschließt. Zu diesem Zweck sind zusammenfahrbare Druckteile vorgesehen, die pendelnd an den Verschlussbacken gelagert sind und jeweils unter Wirkung einer sie gegeneinander beaufschlagenden Feder stehen. Die Druckteile laufen den heizbaren Verschlussbacken um ein geringes Maß vor. Beim Schließen der Auspresseinrichtung und der Verschlusseinrichtung kommen zunächst die Druckteile mit dem Schlauchbeutelband im Bereich oder kurz oberhalb des Füllstandes des Produktes in Kontakt und drücken das Schlauchbeutelband infolge der sie beaufschlagenden Feder bei dem weiteren Schließvorgang zusammen, bis die Verschlussbacken das Schlauchbeutelband zwischen sich einklemmen und luftdicht verschweißen.
  • Es hat sich als schwierig erwiesen, die bekannte Auspresseinrichtung bei einem Produktwechsel so einzustellen, dass die Luft möglichst vollständig aus dem Schlauchbeutel herausgedrückt wird. Die für ein wirksames Auspressen der Luft notwendige Bewegung der Druckteile relativ zu den Verschlussbacken ist insbesondere abhängig von der Art des Produktes und der Größe des Schlauchbeutels bzw. des Schlauchbeutelband. Eine Verstellung der bekannten Auspresseinrichtung und die genaue Anpassung an die genannten Parameter ist zeitaufwendig und kostenintensiv, da damit relativ lange Stillstandszeiten der Füllmaschine verbunden sind.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, das bei einem Produktwechsel eine einfache Anpassung des Auspressvorgangs an die Art des Produktes und/oder die Größe des Schlauchbeutels ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auch erfindungsgemäß ist das Druckteil pendelnd und insbesondere frei pendelnd, d.h. ohne Beaufschlagung durch eine Feder, an dem zugeordneten Backen gelagert. Dabei ist vorgesehen, dass die aufeinander zu gerichtete Schließbewegung der die Druckteile lagernden Backen vor Erreichen der Schließstellung unterbrochen oder zumindest abgebremst wird. Die Druckteile schwingen beim Abbremsen bzw. beim Unterbrechen der Schließbewegung der Backen infolge ihrer Massenträgheit gegeneinander und pressen dabei die Luft aus dem Schlauchbeutel heraus. Anschließend wird die Schließbewegung der Backen bis zum Erreichen der Schließstellung fortgesetzt. Die Bewegung der Backen, die vorzugsweise über einen gemeinsamen oder jeweils einen Servomotor angetrieben sind, bestimmt somit die Bewegung der Druckteile und damit den Auspressvorgang der Luft. Zu Beginn der Bewegung der Backen erfahren diese eine durch die Ansteuerung des Servomotors bestimmte Beschleunigung. Um die Schließbewegung der Backen zu unterbrechen, werden diese mittels des Servomotors abgebremst oder sogar zum zeitweiligen Stillstand gebracht. Da die Druckteile pendelnd an den Backen aufgehängt sind, führen diese infolge ihrer Massenträgheit die aufeinander zu gerichtete Bewegung fort, durch die der Schlauchbeutel oberhalb des Produktes zusammengedrückt und die im Schlauchbeutel befindliche Luft verdrängt wird. Da die Bewegung der Druckteile direkt abhängig ist von der Bewegungssteuerung der Backen, die wie derum über den Servomotor erreicht wird, lässt sich durch Ansteuerung des Servomotors eine gewünschte Bewegung der Druckteile erhalten.
  • Für unterschiedliche Produkte können in einem Speicher unterschiedliche Ansteuerungsdaten für den Servomotor gespeichert sein, so dass ein Benutzer lediglich die Steuerungsdaten für das gewünschte Produkt und/oder die gewünschte Schlauchbeutelgröße aus dem Speicher abrufen und die Servomotoren entsprechend ansteuern muss. Die Umstellung der Schlauchbeutel-Füllmaschine auf ein anderes Produkt und/oder eine andere Schlauchbeutelgröße kann somit innerhalb von Sekunden erreicht werden, ohne dass mechanische Umbauten vorgenommen oder die Druckteile ausgewechselt werden müssen.
  • Die Verschlusseinrichtung, mittels der der Schlauchbeutel nach dem Befüllen und dem Auspressen der Luft verschweißt wird, umfasst ebenfalls zwei zusammenfahrbare Backen, die beheizbar sind und das Schlauchbeutelband dichtend verschweißen können. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die pendelnden Druckteile an den heizbaren Backen der Verschlusseinrichtung gelagert sind, so dass die Servomotoren der heizbaren Backen der Verschlusseinrichtung die Bewegung der Druckteile bestimmen.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckteil von einem vorzugsweise elastischen Walzenkörper gebildet ist. Dabei kann das Druckteil von mehreren, nebeneinander angeordneten Druckteilelementen gebildet sein, die jeweils einzeln pendelnd aufgehängt sind und gegebenenfalls unterschiedliche Masse besitzen. Aufgrund der unterschiedlichen Masse ergibt sich ein unterschiedliches Trägheitsverhalten beim Abbremsen der Schließbewegung der Backen, wodurch eine Anpassung der Bewegung der Druckteil elemente an unterschiedliche Bereiche des Schlauchbeutels möglich ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Druckteilelemente unabhängig voneinander bewegt werden und insbesondere angetrieben sind.
  • Nachdem das Schlauchbeutelband unter gleichzeitiger Ausbildung der Kopfnaht sowie der Bodennaht des nächstfolgenden Schlauchbeutels verschweißt ist, wird der untere Schlauchbeutel von dem Schlauchbeutelband mittels der Trenneinrichtung abgeschnitten. Die Trenneinrichtung kann in bekannter Weise ein verfahrbares Messer sein, das an zumindest einem der Backen gelagert ist.
    •
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Schlauchbeutel-Füllmaschine in schematischer Darstellung nach dem Einfüllen des Produktes,
  • 2 die Schlauchbeutel-Füllmaschine gemäß 1 unmittelbar nach dem Beginn der Schließbewegung der Backen,
  • 3 die Schlauchbeutel-Füllmaschine gemäß 2 nach dem Abbremsen der Backen,
  • 4 die Schlauchbeutel-Füllmaschine gemäß 3 beim Verschweißen des Schlauchbeutelbands,
  • 5 die Schlauchbeutel-Füllmaschine gemäß 4 beim Abtrennen des unteren Schlauchbeutels und
  • 6 die Schlauchbeutel-Füllmaschine gemäß 5 nach dem Öffnen der Backen.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Schlauchbeutel-Füllmaschine 10 mit einem sehr langen bzw. endlosen Schlauchbeutel 11 aus einer Kunststoff-Folie, der am unteren Ende mittels einer Bodennaht 12 verschweißt und verschlossen ist. In das Schlauchbeutelband 11 wird eine gewünschte Menge eines Produktes P, z.B. Müsli, eingefüllt, wie durch den Pfeil E angedeutet ist.
  • Oberhalb des Füllstandes des Produktes P innerhalb des Schlauchbeutelbandes 11 ist eine Verschlusseinrichtung 15 vorgesehen, die zwei horizontal bewegbare Backen 13 und 14 umfasst, die auf entgegengesetzten Seiten des Schlauchbeutelbandes 11 angeordnet sind und aus der in 1 dargestellten geöffneten Stellung horizontal gegeneinander in eine geschlossene Stellung verfahren werden können. Die Backen 13 und 14 sind heizbar und können den Schlauchbeutel 11 dicht verschweißen.
  • Auf den aneinander zugewandten Stirnflächen der Backen 13 und 14 ist jeweils eine Ausnehmung 13a bzw. 14a vorgesehen. In dem gemäß 1 rechten Backen 14 ist ein Messer 21 gelagert, das mittels einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung horizontal verfahrbar ist, wie es durch den Doppelpfeil M angedeutet ist. Das Messer 21 kann das Schlauchbeutelband 11 durchschneiden und in die Ausnehmung 13a des gegenüberliegenden Backens 13 eintauchen.
  • An der Unterseite jedes Backens 13 bzw. 14 ist eine Auspresseinrichtung 20 angeordnet, die ein walzenartiges Druckteil 19 umfasst, das über ein Gelenk 18 mit einem Pendelstab 17 verbunden ist, der an seinem oberen Ende über ein Gelenk 16 an dem Backen 13 bzw. 14 der Verschlusseinrichtung 15 angeschlossen ist.
  • Die Backen 13 und 14 können jeweils mittels eines Servomotors in horizontaler Richtung zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung verstellt werden, wie es durch die Doppelpfeile H angedeutet ist.
  • Im folgenden soll ein Befüll- und Verschlussvorgang eines Schlauchbeutels anhand der 1 bis 6 erläutert werden.
  • 1 zeigt den Zustand, nachdem das Produkt P in das Schlauchbeutelband 11 eingefüllt wurde. Daraufhin werden von einer Steuerung die Servomotoren der Backen 13 und 14 angesteuert, die daraufhin aus ihrer auseinandergezogenen, geöffneten Stellung gemäß 1 aufeinander zu bewegt werden. Da die Backen 13 und 14 mittels der Servomotoren eine relativ große Beschleunigung erfahren, bleiben die Druckteile 19 aufgrund ihrer Massenträgheit zunächst hinter der Bewegung der Backen 13 und 14 zurück, wie es in 2 dargestellt ist.
  • Bevor die Backen 13 und 14 ihre geschlossene Stellung erreichen, werden sie abgebremst oder sogar angehalten, so dass zwischen ihnen ein Abstand a von 0,5 mm bis 3 mm verbleibt. Aufgrund ihrer Massenträgheit und aufgrund der pendelnden Lagerung der Druckteile 19 führen diese auch bei Abbremsung der Backen 13 und 14 ihre aufeinander zu gerichtete Bewegung fort, wobei sie über den Pendelstab 17 um ihr oberes Gelenk 16 schwenken (siehe Pfeil B), bis sie miteinander in Kontakt kommen, wie es in 3 dargestellt ist.
  • Dabei wird das Schlauchbeutelband 11 oberhalb des Produktes P zusammengedrückt und die im Schlauchbeutelband 11 befindliche Luft wird aus diesem Bereich nach oben durch die Backen 13 und 14 hindurch herausgedrückt.
  • Unmittelbar darauf werden die beiden Backen 13 und 14, die auf die Schweißtemperatur der Kunststoff-Folie des Schlauchbeutelbandes 11 vorgewärmt sind, vollständig zusammengefahren, so dass das Schlauchbeutelband 11 sowohl oberhalb als auch unterhalb des verfahrbaren Messers 21 dichtend verschweißt wird. Auf diese Weise ist sowohl eine obere Kopfnaht 22 für den unteren Schlauchbeutel als auch eine neue Bodennaht 12 für den unmittelbar darüberliegenden nächsten Schlauchbeutel ausgebildet. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt. Anschließend wird das Messer 21 verfahren, wodurch das Schlauchbeutelband 11 durchtrennt wird (5). Auf diese Weise ist von dem Schlauchbeutelband 11 ein gefüllter Schlauchbeutel S abgetrennt, der nach unten aus der Abfüllmaschine herausfällt (siehe Pfeil F in 6).
  • Die Backen 13 und 14 fahren daraufhin wieder in ihre geöffnete Stellung auseinander, wobei die Druckteile 19 mitgenommen werden. Die voneinander weg gerichtete Pendelbewegung der Druckteile ist durch nicht dargestellte Anschläge begrenzt. Anschließend wird das durch die obere Bodennaht 12 verschlossene Schlauchbeutelband 11 mittels einer nicht dargestellten Transportvorrichtung (Pfeil T) um ein vorbestimmtes Maß nach unten gezogen und wiederum mit einer vorbestimmten Menge des Produktes P gefüllt, so dass der in 1 dargestellte Zustand wieder erreicht ist und der Befüll- und Verschlussvorgang von Neuem ablaufen kann.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verschließen eines Schlauchbeutels in einer Schlauchbeutel-Füllmaschine, die eine Transporteinrichtung für ein Schlauchbeutelband (11), eine Einfülleinrichtung, mittels der ein Produkt (P) in das endseitig verschlossene Schlauchbeutelband (11) einfüllbar ist, eine Auspresseinrichtung (20), mittels der das Schlauchbeutelband (11) im Bereich des Füllniveaus des Produktes (P) zusammendrückbar ist, eine Verschlusseinrichtung (15), mittels der das Schlauchbeutelband (11) oberhalb des durch die Auspresseinrichtung (20) zusammengedrückten Bereichs unter Bildung eines geschlossenen, gefüllten Schlauchbeutels (5) verschließbar ist, und eine Trenneinrichtung (21) aufweist, mittels der der Schlauchbeutel (S) vom Schlauchbeutelband (11) abtrennbar ist, wobei die Auspresseinrichtung (20) zumindest zwei auf entgegengesetzten Seiten des Schlauchbeutelbandes (11) angeordnete, mittels einer Antriebsvorrichtung angetriebene Backen (13, 14) aufweist, die aufeinander zu bewegt werden und an denen jeweils zumindest ein pendelnd gelagertes Druckteil (19) angeordnet ist, das mit dem Schlauchbeutelband (11) außenseitig in Anlage kommt und Luft aus dem gefüllten Schlauchbeutel herauspresst, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander zu gerichtete Schließbewegung der Backen (13, 14) vor Erreichen einer Schließstellung zumindest abgebremst wird, dass die Druckteile (19) beim Abbremsen der Schließbewegung der Backen (13) infolge Massenträgheit gegeneinander schwingen und dabei die Luft aus dem Schlauchbeutel herauspressen und dass die Schließbewegung der Backen (13, 14) anschließend bis zum Erreichen der Schließstellung fortgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbremsen der Schließbewegung der Backen bis zu deren zeitweiligen Stillstand erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (13, 14) mittels eines Servomotors angetrieben sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckteil (19) von einem Walzenkörper gebildet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckteil (19) von mehreren nebeneinander angeordneten Druckteilelementen gebildet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckteilelemente unabhängig voneinander bewegt werden und insbesondere angetrieben sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (13, 14) beheizt sind und zum Verschweißen des Schlauchbeutelbandes (11) in die Schließstellung zusammengefahren werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Backen (14) die Trenneinrichtung (21) gelagert ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (21) ein verfahrbares Messer ist.
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