DE102006012038A1

DE102006012038A1 - Schlauchbeutelmaschine mit einer Prüfeinrichtung und Verfahren zum Prüfen von Schlauchbeuteln

Info

Publication number: DE102006012038A1
Application number: DE200610012038
Authority: DE
Inventors: Harald Braun; Walter Dr. Baur
Original assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Current assignee: Rovema Verpackungsmaschinen GmbH and Co KG; Rovema GmbH
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-20

Abstract

An einer Schlauchbeutelmaschine (1) ist eine Prüfeinrichtung (19) zum Feststellen einer Prallheit der Schlauchbeutel (25) vorgesehen. Die Prüfeinrichtung (19) ist einer Trenneinrichtung (13) zum Abtrennen der Schlauchbeutel (25) von einem Folienschlauch (6) nachgeordnet. Die Prüfeinrichtung (19) weist ein Element (23) auf, das jeweils gegen einen Schlauchbeutel (25) gedrückt wird. Aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels (25) kann auf dessen Prallheit und/oder dessen Dichtigkeit geschlossen werden.

Description

Der Anmeldegegenstand betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort den Bereich vertikale Schlauchbeutelmaschinen.
Vertikale Schlauchbeutelmaschinen dienen zum Herstellen und Befüllen von Schlauchbeuteln. Bei diesem Maschinentyp wird eine Folienbahn von einer Vorratsrolle mittels eines Abzuges abgezogen und weitertransportiert. Eine Formschulter dient zum Umformen der Folienbahn zu einem Folienschlauch. Eine Längsschweißeinrichtung ist zum Verschweißen des Folienschlauches mittels einer Längsnaht und eine Querschweißeinrichtung mit gegeneinander bewegbaren Backen zum Erzeugen von jeweils einer Kopfnaht und einer Bodennaht im Folienschlauch vorgesehen. Eine Trenneinrichtung dient zum Abtrennen jeweils eines Schlauchbeutels vom Folienschlauch. Ein Füllrohr, welches durch die Formschulter und vorzugsweise durch einen Schulterstutzen verläuft, nimmt den Folienschlauch auf.
Aus der DE 29 28 847 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser ist einer Zuführleitung zum Zuführen eines flüssigen Produktes in den Folienschlauch, sowie eine Regeleinrichtung zum Regeln der Höhe des Flüssigkeitspegels im Folienschlauch vorgesehen. Mit dieser Schlauchbeutelmaschine können Schlauchbeutel mit jeweils konstanter Prallheit bzw. Folienspannung eines befüllten Beutels hergestellt werden.
Des weiteren ist aus der DE 195 24 050 A1 bekannt, befüllte und verschweißte Beutel bzw. ihrer Dichtigkeit zu prüfen. Bei diesem Verfahren wird ein Beutel mittels einer Kanüle angestochen und aus durch die Kanüle in den Beutel eingeleiteter Luft oder angesetztem Unterdruck wird auf die Dichtigkeit des Beutels geschlossen.
Die bekannten Schlauchbeutelmaschinen haben den Nachteil, dass an ihnen keine Prüfung einer Prallheit eines fertiggestellten Schlauchbeutels möglich ist.
Es liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.
Gelöst ist die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, sowie gemäß den Ansprüchen 9 und 10. Gemäß Anspruch 1 ist an der Schlauchbeutelmaschine eine Prüfeinrichtung zum Feststellen einer Prallheit der Schlauchbeutel vorgesehen, und die Prüfeinrichtung ist der Trenneinrichtung nachgeordnet. Somit ist es möglich, komplett fertiggestellte Schlauchbeutel bezüglich ihrer Prallheit und damit bezüglich ihrer Geometrie zu prüfen.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 9 zum Prüfen der Prallheit eines befüllten Schlauchbeutels wird der Schlauchbeutel einer ihn belastenden Kraft, insbesondere durch Betreiben eines die Kraft aufbringenden Antriebes, ausgesetzt, und aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels, insbesondere der Auslenkbarkeit eines mit dem Antrieb verbundenen, am Schlauchbeutel anliegenden Elementes wird auf die Prallheit geschlossen. Mittels dieses Verfahrens können Schlauchbeutel zerstörungsfrei bezüglich ihrer Prallheit geprüft werden. Die Auslenkung des Elementes bzw. die Eindringtiefe des Elementes in den Schlauchbeutel ist dabei ein Maß für die Prallheit.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 10 zum Prüfen der Dichtigkeit eines befüllten Schlauchbeutels wird der Beutel für eine bestimmte Zeitdauer einer ihn belastenden Kraft, insbesondere durch Betreiben eines die Kraft aufbringenden Antriebes, ausgesetzt, und aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels innerhalb dieser Zeitdauer, insbesondere der Auslenkbarkeit eines mit dem Antrieb verbundenen, am Schlauchbeutel anliegenden Elementes wird auf die Dichtigkeit geschlossen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass aus einer konstanten Prallheit auf einen dichten Schlauchbeutel geschlossen werden kann. Aus einer während der Prüfung nachlassenden Prallheit können dagegen undichte Beutel festgestellt werden. Diese werden ausgesondert. Zudem können die Fertigungsparameter überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Ein Weg-Zeit-Diagramm für das Element lässt in Abhängigkeit von der ausgeübten Kraft bei beiden Verfahren auf eine bestimmte Prallheit bzw. eine sichere Dichtigkeit schließen. Auch das Verfahren nach Anspruch 10 arbeitet zerstörungsfrei.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Schlauchbeutelmaschine und dem vorgeschlagenen Verfahren sind in den Ansprüchen 2 bis 8 sowie 11 und 12 beschrieben.
Weist gemäß Anspruch 2 die Prüfeinrichtung eine Messwerteinheit auf, die über eine Signalleitung mit einer Messeinrichtung verbunden ist, so können von der Messeinrichtung ermittelte Prallheitswerte, z. B. durch eine veränderte Auslenkung eines gegen einen Schlauchbeutel wirkenden Elementes zu Beginn eines Messinter valls sowie eine Annäherung an einen Sollwert für den Fall, dass ein dichter Schlauchbeutel an der Prüfeinrichtung vorliegt, und eine Unterschreitung eines Sollwertes, wenn ein undichter Schlauchbeutel geprüft wird, von der Messwerteinrichtung ausgewertet werden. Dazu weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Messwerteinheit empirisch ermittelte Werte in einem Speicher auf, die sich auf unterschiedliche Beutelgrößen und unterschiedliche abgepackte Produkte beziehen. Derartige Werte verkürzen die Prüfdauer drastisch. Eine Prallheitsmessung kann auch berührungslos, z. B. mittels eines dreidimensionalen Scanners erfolgen.
Eine sehr zuverlässige Messeinrichtung wird erreicht, wenn diese ein Element zum Belasten eines Schlauchbeutels aufweist, der Schlauchbeutel eine Unterlage, vorzugsweise ein in Transportrichtung bewegbares Förderband belastet, das Element über eine Verbindung mit einem Antrieb verbunden ist, und der Antrieb über die Signalleitung mit der Messwerteinheit verbunden ist (Anspruch 3). Der Antrieb drückt das Element gegen den Schlauchbeutel. Aus dem Weg-Zeit-Verhalten des Elementes kann sodann auf eine Prallheit und auf seine Dichtigkeit geschlossen werden. Aus Stabilitätsgründen und um einer größere Messgenauigkeit zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 4 die Unterlage ein Förderband ist, unterhalb dessen eine ortsfeste Gleitfläche einer Platte vorgesehen ist. Dann wirkt das Element gegen den Schlauchbeutel, das Förderband und die als Widerstand wirkende Platte. Das Förderband gleitet während des Beuteltransports über die Gleitfläche der Platte.
Als Antrieb eignet sich insbesondere ein elektromagnetischer Linearantrieb, der ein antreibendes Teil und ein relativ zum antreibenden Teil bewegbares Teil aufweist, und dessen bewegbares Teil über die Verbindung mit dem Element zum Belasten eines Schlauchbeutels verbunden ist (Anspruch 5). Ein derartiger Antrieb hat sehr viele Vorteile. Zum einen kann jeweils die exakte Auslenkung des bewegbaren Teils ermittelt werden. Zum anderen ist die Auslenkung sehr zeitgenau. Des weiteren arbeitet dieser Antrieb mit extrem großen Beschleunigungen, so dass die Beutelprüfung sehr schnell erfolgt. Und schließlich kann aus der Leistungsaufnahme des Antriebs auf die Prallheit bzw. Dichtigkeit geschlossen werden (Ansprüche 11 und 12).
Weist gemäß Anspruch 6 die Regeleinrichtung an der Zuführleitung eine Absperreinrichtung zum wahlweisen Durchlassen von flüssigem Produkt durch die Zuführleitung auf, und ist die Absperreinrichtung über eine Signalleitung mit einer Füllhöhenmesseinrichtung, die vorzugsweise einen Schwimmer und eine Höhenerkennung für eine Höhenposition des Schwimmers aufweist, verbunden, so können derart in zuverlässiger Weise Schlauchbeutel mit vorbestimmter Sollprallheit erzeugt werden. Sollte die Prüfeinrichtung feststellen, dass die Prallheit nicht einem Sollwert entspricht, so kann die Regeleinrichtung anders betrieben werden. Die Rückmeldung an die Regeleinrichtung kann automatisiert werden, wenn gemäß Anspruch 7 die Prüfeinrichtung über die Signalleitung mit der Regeleinrichtung verbunden ist.
Eine mit der Prüfeinrichtung verbundene Anzeige kann zum Anzeigen einer Prallheit oder einer Dichtigkeit eines Schlauchbeutels genutzt werden (Anspruch 8).
Im folgenden wird die vorgeschlagene Neuerung an Hand einer Figur, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Es zeigt:
1 in einer Seitenansicht eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit einer nachgeordneten Prüfeinrichtung zum Feststellen der Prallheit und der Dichtigkeit der gefertigten und mit einer Flüssigkeit befüllten Schlauchbeutel.
Eine vertikale Schlauchbeutelmaschine 1 mit einer von einer Vorratsrolle 2 mittels eines Abzuges 3 abgezogenen und weitertransportieren Folienbahn 4 weist eine Formschulter 5 zum Umformen der Folienbahn 2 zu einem Folienschlauch 6 auf. Eine Längsschweißeinrichtung 7 dient zum Verschweißen des Folienschlauches 6 mittels einer Längsnaht 8 und eine Querschweißeinrichtung 9 mit gegeneinander bewegbaren Backen 10 zum Erzeugen von jeweils einer Kopfnaht 11 und einer Bodennaht 12 im Folienschlauch 6. Eine Trenneinrichtung 13 ist zum Abtrennen jeweils eines Schlauchbeutels 25 vom Folienschlauch 6 vorgesehen. Ein vertikal ausgerichtetes Füllrohr 14, welches durch die Formschulter 5 und durch einen Schulterstutzen 15 verläuft, nimmt den Folienschlauch 6 auf. Eine Zuführleitung 16 dient zum Zuführen eines flüssigen Produktes 17 in den Folienschlauch 6. Eine Regeleinrichtung 18 ist zum Regeln der Höhe des Flüssigkeitspegels im Folienschlauch 6 vorgesehen, um Schlauchbeutel 25 mit konstanter Prallheit zu erzeugen. Je höher der Flüssigkeitspegel ist, umso prallere mit Flüssigkeit als Produkt 17 befüllte Schlauchbeutel 25 werden erreicht.
Um die Prallheit prüfen und gegebenenfalls nachregeln zu können, und um zudem die Dichtigkeit der Schlauchbeutel 25 zu prüfen, ist an der Schlauchbeutelmaschine 1 eine Prüfeinrichtung 19 zu Feststellen der Prallheit der Schlauchbeutel 25 vorgesehen. Die Prüfeinrichtung 19 ist der Trenneinrichtung 13 nachgeordnet.
Die Prüfeinrichtung 19 weist eine Messwerteinheit 20 auf, die über eine Signalleitung 21 mit einer Messeinrichtung 22 verbunden ist. Die Messeinrichtung 22 arbeitet mittels eines Elementes 23 zum Belasten von stichprobenartig ausgewählten Schlauchbeuteln 25. Dabei wird jeweils ein ausgewählter Schlauchbeutel 25 gegen ein in Transportrichtung 30 bewegbares Förderband 24 gedrückt. Das Element 23 ist über eine Verbindung 26 mit einem Antrieb 27 verbunden. Der Antrieb 27 ist über die Signalleitung 21 mit der Messwerteinheit 20 verbunden. Das Förderband 24 gleitet im Bereich des Elementes 23 über eine Gleitfläche 28 einer ortsfesten Platte 29. Als Antrieb 27 ist ein elektromagnetischer Linearantrieb vorgesehen, der ein antreibendes Teil 31 und ein relativ zum antreibenden Teil 31 bewegbares Teil 32 aufweist. Das bewegbare Teil 32 ist über die Verbindung 26 mit dem Element 23 zum Belasten eines Schlauchbeutels 25 verbunden.
Zum Prüfen der Prallheit eines befüllten Schlauchbeutels 25 wird dieser einer ihn belastenden Kraft durch Betreiben des die Kraft aufbringenden Antriebes 27 ausgesetzt. Aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels 25, d. h. der zeitabhängigen Auslenkbarkeit des mit dem Antrieb 27 verbundenen, gegen den Schlauchbeutel 25 drückenden Elementes 23 wird auf die Prallheit geschlossen. Die Prüfung erfolgt auf dem taktweise betriebenen Förderband 24 innerhalb einer ohnehin vorkommenden Stillstandszeit von ca. 1 sec, während der ein nachfolgender Schlauchbeutel 25 hergestellt wird. Es könnten folglich auch alle Schlauchbeutel 25 getestet werden. Die Prallheit wird aus der nach 0,3 sec vorliegenden Auslenkung des bewegbaren Teils 32 geschlossen, wobei stets eine konstante Kraft vom Antrieb 27 ausgeübt wird. Während der Stillstandszeit des Förderbandes 24 wird zudem die Dichtigkeit der Schlauchbeutel 25 überprüft. Ein undichter Schlauchbeutel 25 weist im Regelfall bereits eine verringerte Prallheit auf. Da die Prallheit aber auch abfüllungsbedingt reduziert sein kann, wird nach der Ermittlung der Prallheit nach 0,5 sec lang die Dichtigkeit geprüft. Dabei wirkt der Antrieb 27 mit weiterhin konstanter Kraft auf den Schlauchbeutel 25 ein. Aus einer, verglichen mit abgespeicherten Erfahrungswerten, zu großen Auslenkung ^des bewegbaren Teils 32 relativ zur ermittelten Prallheit kann auf einen undichten Schlauchbeutel 25, der nachfolgend vom Förderband 24 gestoßen werden muss, geschlossen werden. Die Kraft des Antriebes 27 wird durch dessen Leistungsaufnahme bestimmt.
Eine Regeleinrichtung 18 an der Zuführleitung 16 enthält eine Absperreinrichtung 33 zum geregelten Durchlassen von flüssigem Produkt 17 durch die Zuführleitung 16. Die Absperreinrichtung 33 ist über eine Signalleitung 34 mit einer Füllhöhenmesseinrichtung 35, die einen Schwimmer 36 und eine Höhenerkennung 37 für eine Höhenposition des Schwimmers 36 aufweist, verbunden, um die Füllhöhe im Füllrohr 14 und damit die Prallheit der gefertigten Schlauchbeutel 25 konstant zu halten. Eine mit der Prüfeinrichtung 19 verbundene Anzeige 39 ist zum Anzeigen jeweils einer Prallheit und einer Dichtigkeit eines geprüften Schlauchbeutels 25 vorgesehen. Die Prüfeinrichtung 19 ist über eine Signalleitung 38 mit der Regeleinrichtung 18 verbunden, um im Falle einer unkorrekten Prallheit, die nicht auf eine Undichtigkeit zurückzuführen ist, die Regeleinrichtung 18 zwecks Erreichung einer anderen Füllhöhe in veränderter Weise zu betreiben.

1: Schlauchbeutelmaschine
2: Vorratsrolle
3: Abzug
4: Folienbahn
5: Formschulter
6: Folienschlauch
7: Längsschweißeinrichtung
8: Längsnaht
9: Querschweißeinrichtung
10: Backe
11: Kopfnaht
12: Bodennaht
13: Trenneinrichtung
14: Füllrohr
15: Schulterstutzen
16: Zuführleitung
17: Produkt
18: Regeleinrichtung
19: Prüfeinrichtung
20: Messwerteinheit
21: Signalleitung
22: Messeinrichtung
23: Element
24: Förderband
25: Schlauchbeutel
26: Verbindung
27: Antrieb
28: Gleitfläche
29: Platte
30: Transportrichtung
31: antreibendes Teil
32: bewegbares Teil
33: Absperreinrichtung
34: Signalleitung
35: Füllhöhenmesseinrichtung
36: Schwimmer
37: Höhenerkennung
38: Signalleitung
3g: Anzeige

Claims

Schlauchbeutelmaschine (1) mit einer von einer Vorratsrolle (2) mittels eines Abzuges (3) abgezogenen und weitertransportierten Folienbahn (4), einer Formschulter (5) zum Umformen der Folienbahn (2) zu einem Folienschlauch (6), einer Längsschweißeinrichtung (7) zum Verschweißen des Folienschlauches (6) mittels einer Längsnaht (8), einer Querschweißeinrichtung (9) mit gegeneinander bewegbaren Backen (10) zum Erzeugen von jeweils einer Kopfnaht (11) und einer Bodennaht (12) im Folienschlauch (6), einer Trenneinrichtung (13) zum Abtrennen jeweils eines Schlauchbeutels (25) vom Folienschlauch (6), einem Füllrohr (14), welches durch die Formschulter (5) und vorzugsweise durch einen Schulterstutzen (15) verläuft, und welches den Folienschlauch (6) aufnimmt, einer Zuführleitung (16) zum Zuführen eines flüssigen Produktes (17) in den Folienschlauch (6), sowie einer Regeleinrichtung (18) zum Regeln der Höhe des Flüssigkeitspegels im Folienschlauch (6), dadurch gekennzeichnet, dass an der Schlauchbeutelmaschine (1) eine Prüfeinrichtung (19) zum Feststellen einer Prallheit der Schlauchbeutel (25) vorgesehen ist, und dass die Prüfeinrichtung (19) der Trenneinrichtung (13) nachgeordnet ist.
Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (19) eine Messwerteinheit (20) aufweist, die über eine Signalleitung (21) mit einer Messeinrichtung (22) verbunden ist.
Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (22) ein Element (23) zum Belasten eines Schlauchbeutels (25) aufweist, dass der Schlauchbeutel (25) eine Unterlage, vorzugsweise ein in Transportrichtung (30) bewegbares Förderband (24) belastet, dass das Element (23) über eine Verbindung (26) mit einem Antrieb (27) verbunden ist, und dass der Antrieb (27) über die Signalleitung (21) mit der Messwerteinheit (20) verbunden ist.
Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage ein Förderband (24) ist, unterhalb dessen eine ortsfeste Gleitfläche (28) einer Platte (29) vorgesehen ist.
Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb (27) ein elektromagnetischer Linearantrieb vorgesehen ist, der ein antreibendes Teil (31) und ein relativ zum antreibenden Teil (31) bewegbares Teil (32) aufweist, und dessen bewegbares Teil (32) über die Verbindung (26) mit dem Element (23) zum Belasten eines Schlauchbeutels (25) verbunden ist.
Schlauchbeutelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (18) an der Zuführleitung (16) eine Absperreinrichtung (33) zum wahlweisen Durchlassen von flüssigem Produkt (17) durch die Zuführleitung (16) aufweist. und dass die Absperreinrichtung (33) über eine Signalleitung (34) mit einer Füllhöhenmesseinrichtung (35), die vorzugsweise einen Schwimmer (36) und eine Höhenerkennung (37) für eine Höhenposition des Schwimmers (36) aufweist, verbunden ist.
Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (19) über eine Signalleitung (38) mit der Regeleinrichtung (18) verbunden ist.
Schlauchbeutelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Prüfeinrichtung (19) verbundene Anzeige (39) zum Anzeigen der Prallheit oder einer Dichtigkeit eines Schlauchbeutels (25) vorgesehen ist.
Verfahren zum Prüfen der Prallheit eines befüllten Schlauchbeutels (25), wobei der Schlauchbeutel (25) einer ihn belastenden Kraft, insbesondere durch Betreiben eines die Kraft aufbringenden Antriebes (27) ausgesetzt wird, und aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels (25), insbesondere der Auslenkbarkeit eines mit dem Antrieb (27) verbundenen, am Schlauchbeutel (25) anliegenden Elementes (23), auf die Prallheit geschlossen wird.
Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit eines befüllten Schlauchbeutels (25), wobei der Schlauchbeutel (25) für eine bestimmte Zeitdauer einer ihn belastenden Kraft, insbesondere durch Betreiben eines die Kraft aufbringenden Antriebes (27) ausgesetzt wird, und aus der Nachgiebigkeit des Schlauchbeutels (25) innerhalb dieser Zeitdauer, insbesondere der Auslenkbarkeit eines mit dem Antrieb (27) verbundenen, am Schlauchbeutel (25) anliegenden Elementes (23) auf die Dichtigkeit geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft mittels elektromagnetischen Linearantriebes aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Leistungsaufnahme des Antriebes (27) und einer zeitabhängigen Auslenkung eines beweglichen gegen einen Schlauchbeutel (25) wirkenden Teils (32) des Antriebs (27) auf die Prallheit bzw. Dichtigheit geschlossen wird.