DE102006013858A1

DE102006013858A1 - Verstellbare Formungseinrichtung, insbesondere für horizontale Schlauchbeutelmaschinen

Info

Publication number: DE102006013858A1
Application number: DE102006013858A
Authority: DE
Inventors: Henry Dr. Drut
Original assignee: GVL Gesellschaft fur Verpackungstechnik und logistik mbH
Current assignee: GVL Gesellschaft fur Verpackungstechnik und logistik mbH
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn, insbesondere für eine horizontale Schlauchbeutelmaschine. Die Formungseinrichtung ist aufgeteilt in drei Hauptteile, nämlich zwei beweglich gelagerte, in der Transportrichtung der Materialbahn vor dem Nahtformer nebeneinander angeordnete Formungselemente mit je einem Schulterteilsegment, einem Prismateilsegment und einem Umformkantensegment und den Nahtformer. Erfindungsgemäß ist bei der Formungseinrichtung vorgesehen, dass die Formungselemente so gelagert sind, dass sie schräg zur Transportrichtung der Materialbahn beweglich sind. Die Beweglichkeit der Formungselemente auf schrägen Bahnen bewirkt, dass sich durch Bewegungen der Formungselemente sowohl der senkrecht zur Transportrichtung der Materialbahn gemessene Abstand der Formungselemente zueinander als auch der in der Transportrichtung der Formungselemente gemessene Abstand der Formungselemente zum Nahtformer ändert. Hierdurch wird es möglich, die Breite des mit der Formungseinrichtung hergestellten Schlauchs zu verändern. Gleichzeitig ist dies eine Voraussetzung dafür, dass die Umformung der Materialbahn eben erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn, insbesondere für eine horizontale Schlauchbeutelmaschine, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gattungsgemäße Formungseinrichtungen zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn sind in großer Vielfalt bekannt. Diese Formungseinrichtungen werden in Schlauchbeutelmaschinen zur Umformung einer ebenen, flexiblen Materialbahn zu einem Schlauch verwendet. Je nach der Laufrichtung der Materialbahn bei der Umformung unterscheidet man vertikale und horizontale Schlauchbeutelmaschinen. Vertikale Schlauchbeutelmaschinen werden bevorzugt zur Verpackung von Schüttgut in Schlauchbeuteln eingesetzt, wogegen horizontale Schlauchbeutelmaschinen insbesondere bei der Verpackung von Stückgut Anwendung finden. Die Umformung der Materialbahn vom ebenen in den schlauchförmigen Zustand vollzieht sich innerhalb der Schlauchbeutelmaschine an einer Formungseinrichtung. Einige Formungseinrichtungen weisen ein Schulterteil auf, an dem der ebene Querschnitt der Materialbahn zunächst gekrümmt wird, und einen Prismateil, an dem der geschlossenen gekrümmte Querschnitt zu einem Schlauchquerschnitt umgeformt wird. Dieser Typ von Formungseinrichtungen wird Formschulter genannt.
Neben der knitterfreien Umformung, d.h. der Führung der Materialbahn so, dass Falten und Risse im Material verhindert werden, hat sich als ein Hauptproblem derartiger Formschultern herausgestellt, dass für jeden herzustellenden Schlauchquerschnitt eine eigene Formschulter benötigt wird. Neben den hohen Kosten, die mit dem Vorhalten mehrerer Formschultern für ein und dieselbe Schlauchbeutelmaschine verbunden ist, ist an dieser Lösung nachteilig, dass bei einem Formatwechsel längere Stillstandszeiten unumgänglich sind, um die Formschulter auszutauschen, Umlenkwalzen für die Materialbahn neu auszurichten usw.
Daher ist bereits versucht worden, Formungseinrichtungen für Schlauchbeutelmaschinen anzugeben, die in einer Art und Weise verstellbar sind, dass auf relativ einfache Weise eine Anpassung an wechselnde Schlauchquerschnitte vorgenommen werden kann, ohne die Formungseinrichtung im Ganzen austauschen zu müssen.
So wird beispielsweise in DE 103 11 879 B3 eine horizontale Schlauchbeutelmaschine vorgeschlagen, bei der die Materialbahn seitlich zugeführt und umgeformt wird, so dass die Längsnaht des erzeugten Schlauchs seitlich angeordnet ist. Die Formungseinrichtung umfasst eine Formschulter 6, die nicht verstellbar ist. Die Länge des erzeugten Schlauchbeutels wird durch Verschieben der Einlaufbandvorderkante 7 und des Zwischenblechs 8 entlang der Transportrichtung der Materialbahn und des Packguts eingestellt. Eine Anpassung des Schlauchquerschnitts erfolgt durch Verschieben des Zwischenblechs 8 und der Seitenschweißeinrichtung 9 quer zur Transportrichtung. Dies führt dazu, dass nicht mehr alle Bahnlinien der Materialbahn im Umformbereich die gleiche Länge aufweisen, so dass Faltenbildung unvermeidlich ist.
Eine Abwandlung hierzu stellt US 4,658,569 A1 dar, die eine horizontale Schlauchbeutelmaschine mit Zufuhr der Materialbahn von oben lehrt, bei der das Formungselement zwei Umlenkelemente 34a, 34b aufweist, deren Abstand zueinander senkrecht zur Transporteinrichtung einstellbar ist.
Aus DE 195 15 718 A1 ist eine horizontale Schlauchbeutelmaschine mit seitlicher Zufuhr der Materialbahn bekannt, die eine Schlauchformeinrichtung 28 mit oberer Formschulterhälfte 32 und unterer Formschulterhälfte 33 aufweist und bei der eine Änderung des Schlauchquerschnitts durch Höhenverstellung der oberen Formschulterhälfte 32, d.h. durch eine Verschiebung quer zur Transportrichtung, bewirkt wird. Auch hier ist eine ebene Umformung nicht gewährleistet, da die Bahnlinien der Materialbahn spätestens bei einer Formatverstellung ungleich lang werden. Gleiches gilt für die Lösung gemäß DE 195 15 719 A1 , bei der die gleichzeitige Verstellbarkeit mehrerer Komponenten vorgesehen ist.
Gemäß DE 198 24 044 A1 ist vorgesehen, eine möglichst eng anliegende Verpackung um das Packgut dadurch zu erzeugen, dass die Materialbahn mittels einer Querzugeinrichtung 26 zu erzeugen. Abhängig von der Größe des in den Halbschlauch eingeführten Packguts verändert sich die Größe der Verpackung. Auch hier erfolgt die Umformung nicht eben (Bahnlinien sind unterschiedlich lang), so dass diese Maschine bestenfalls für Verpackungen aus Schrumpffolie geeignet ist, bei denen Faltenbildung nicht als Qualitätsproblem angesehen wird.
Einen anderen Ansatz verfolgt die Faltvorrichtung aus CH 386 324 A1 . Diese besteht aus einer Leitgabel 4 mit einem horizontalen Mittelsteg 4a und zwei schräg aufwärts ragenden Hörnern 4b. Die Materialbahn wird von schräg oben der Leitgabel 4 zugeführt und durch diese zu einem U-förmigen Querschnitt umgeformt, dessen Außenseite die Innenseite des späteren Schlauches darstellt. Anschließend wird die vorgeformte Materialbahn einem sich stromabwärts an die Leitgabel 4 anschließenden und mit dieser verbundenen U-förmigen Faltblech 7 zugeführt, bei dessen Durchlaufen der U-förmige Querschnitt umgekehrt wird, so dass anschließend die Außenseite des Querschnitts die Außenseite des Schlauchs bildet. Unterhalb des Faltblechs 7 stromabwärts sind V-förmig zwei Faltzungen 9 mit schräg in Richtung des Faltblechs 7 aufwärts weisenden Führungshörnern 10 angeordnet. Die Ränder der Materialbahn werden um die Führungshörner 10 und in der Folge um die Faltzungen 9 geführt. Durch deren V-förmige Anordnung werden beide Ränder der Materialbahn im weiteren Verlauf der Umformung so aufeinander zu geführt, dass sie schließlich zu einer Längsnaht verschweißt werden können. Das Faltblech 7 und die mit ihm verbundene Leitgabel 4 sind relativ zu den Faltzungen 9 in der Transportrichtung verschiebbar, so dass die Materialbahn auch bei unterschiedlich großen Packstücken straff anliegt. Eine Änderung des Schlauchquerschnitts ist bei dieser Vorrichtung nur innerhalb enger Grenzen möglich, wobei jede Verstellung dieser Einrichtung dazu führt, dass die Umformung nicht eben erfolgt.
In DE 103 09 020 A1 wird eine Formschulter angegeben, bei der die Materialbahn nur an den gekrümmten Teilflächen der Schulterfläche und an der Umformkante abgestützt wird. Die Erfindungsidee resultiert aus der Erkenntnis, dass eine Abstützung der Materialbahn an nicht gekrümmten Teilflächen der Schulterfläche nicht notwendig ist. In solchen nicht gekrümmten Teilflächen, die an gekrümmte Teilflächen grenzen, wird die Materialbahn aufgrund der auf sie wirkenden Zugkraft zwischen den gekrümmten Teilflächen auch ohne Abstützung knitterfrei gespannt.
In 1 ist der typische Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten Formschulter für eine horizontale Schlauchbeutelmaschine dargestellt. Die Formschulter umfasst einen Schulterteil 2 mit einer Bahneinlaufgeraden 21 zur Umformung der Materialbahn 1 vom ebenen in einen gewölbten Zustand und einen sich stromabwärts an den Schulterteil 2 anschließenden Prismateil 4 mit einem Bahnauslaufquerschnitt 41 zur Umformung der Materialbahn 1 vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand, wobei Schulterteil 2 und Prismateil 4 an einer Umformkante 3 zusammenstoßen, und einen im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts 41 angeordneten (nicht dargestellten) Nahtformer 5 zur Bildung einer Längsnaht.
Die Bahneinlaufgerade 21 markiert den Eintritt der ebenen Materialbahn 1 in den Umformbereich der Formschulter. Indem die Materialbahn 1 über den Schulterteil 2 geführt wird, wird die anfangs ebene Materialbahn 1 gewölbt. An der Umformkante 3 wird die Materialbahn 1 so umgelenkt, dass sie in den Prismateil 4 eintritt. Der Prismateil 4 formt die gewölbte Materialbahn 1 zu einem geschlossenen Schlauchquerschnitt um. Dieser Umformprozess ist im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts 41 abgeschlossen, wo auch der Nahtformer 5 angeordnet ist. Im Nahtformer 5 werden die beiden seitlichen Ränder der Materialbahn 1 aufeinander gelegt und können anschließend mittels einer Siegeleinrichtung, die Bestandteil des Nahtformers 5 sein kann, zu einer Längsnaht verschweißt oder verklebt werden.
Die Umformung des gewölbten Bahnquerschnitts zum geschlossenen Schlauchquerschnitt erfolgt an der Umformkante 3. Aufgrund der Gestaltung der Umformkante 3, die ähnlich einem Jackenkragen gestaltet ist, erfolgt die Umformung in randnahen Bereichen der Materialbahn 1 später als in mittennahen Bereichen. Dabei stellt der mittennahe Umformkantenabschnitt gleichsam die Rückseite des Jackenkragens dar. Dieser Umformkantenabschnitt, der bei einem rechteckigen Schlauchquerschnitt gerade ist, wird daher nachfolgend als hinterer Umformkantenabschnitt 33 bezeichnet. Die beiden randnahen Umformkantenabschnitte sind hingegen wie das Revers eines Jackenkragens V-förmig zueinander angeordnet Diese Umformkantenabschnitte, die bei einem rechteckigen Schlauchquerschnitt ebenfalls Geraden sind, werden nachfolgend als vordere Umformkantenabschnitte 35 bezeichnet. Der Nahtformer 5 ist meist im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der vorderen Umformkantenabschnitte 35 angeordnet, der die seitlichen Ränder der Materialbahn 1 zusammenführt, so dass eine Längsnaht gebildet werden kann.
Die beschriebene Gestaltung der Umformkante 3 ist notwendig, um eine ebene Umformung zu erzielen. Unter ebener Umformung wird dabei verstanden, dass im Umformbereich der Formschulter, d.h. zwischen Bahneinlaufgerade 21 und Bahnauslaufquerschnitt 41, jede in der Transportrichtung 11 der Materialbahn 1 verlaufend gedachte Bahnlinie oder Faser den gleichen Weg zurücklegt. Wenn die Umformung eben erfolgt, dann liegen alle Punkte eines die Bahneinlaufgerade 21 passierenden Bahnquerschnitts und alle Punkte eines den Bahnauslaufquerschnitt 41 passierenden Bahnquerschnitts auf einer senkrecht zur Transportrichtung 11 der Materialbahn 1 verlaufenden Geraden.
Mit geringen Abweichungen vom Prinzip der ebenen Umformung kann beeinflusst werden, wie straff die Materialbahn 1 am Packstück anliegt. Wird das Prinzip der ebenen Umformung hingegen grob verletzt, so kommt es aufgrund von Überbeanspruchungen im Material zur Bildung von Falten und im schlimmsten Fall von Rissen in der Materialbahn 1.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine bekannte Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn mit nebeneinander angeordneten Formungselementen so weiterzuentwickeln, dass sie die Herstellung unterschiedlich breiter Schlauchquerschnitte auf einfache und kostengünstige Art ermöglicht. Ein erstes Ziel der Erfindung besteht darin, sicherzustellen, dass die Umformung der Materialbahn für jeden darstellbaren Querschnitt eben erfolgt, d.h. alle in der Längsrichtung der Materialbahn gedachten Bahnlinien sollen im Umformbereich der Formungseinrichtung gleich lang sein. Die Formungseinrichtung soll es gemäß einem zweiten Ziel der Erfindung weiterhin ermöglichen, bedarfsweise gezielt das Prinzip der ebenen Umformung zu verletzen, um eine straffe Verpackung der Packstücke zu ermöglichen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Formungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn umfasst in bekannter Weise ein Schulterteil mit einer Bahneinlaufgeraden zur Umformung der Materialbahn vom ebenen in einen gewölbten Zustand und ein sich stromabwärts an den Schulterteil anschließendes Prismateil mit einem Bahnauslaufquerschnitt zur Umformung der Materialbahn vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand, wobei Schulterteil und Prismateil an einer Umformkante zusammenstoßen, sowie einen im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts angeordneten Nahtformer zur Bildung einer Längsnaht. Die Formungseinrichtung ist aufgeteilt in drei Hauptteile, nämlich zwei beweglich gelagerte, in der Transportrichtung der Materialbahn vor dem Nahtformer nebeneinander angeordnete Formungselemente mit je einem Schulterteilsegment, einem Prismateilsegment und einem Umformkantensegment und den Nahtformer. Erfindungsgemäß ist bei der Formungseinrichtung vorgesehen, dass die Formungselemente so gelagert sind, dass sie schräg zur Transportrichtung der Materialbahn beweglich sind.
Die Beweglichkeit der Formungselemente auf schrägen Bahnen bewirkt, dass sich durch Bewegungen der Formungselemente sowohl der senkrecht zur Transportrichtung der Materialbahn gemessene Abstand der Formungselemente zueinander als auch der in der Transportrichtung der Formungselemente gemessene Abstand der Formungselemente zum Nahtformer ändert. Hierdurch wird es möglich, die Breite des mit der Formungseinrichtung hergestellten Schlauchs zu verändern. Gleichzeitig ist dies eine Voraussetzung dafür, dass die Umformung der Materialbahn eben erfolgt. Dies ist mit den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, bei denen sich bestimmte Formschulterteile entweder nur senkrecht zur Transportrichtung oder nur in der Transportrichtung der Materialbahn bewegen lassen, nicht möglich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erste Synchronisierungseinrichtung zur synchronen Bewegung der Formungselemente vorgesehen ist. Die erste Synchronisierungseinrichtung bewirkt, dass bei einer Verstellung beide Formungselemente in der gleichen Richtung, d.h. auf den Nahtformer zu oder vom Nahtformer weg, und um die gleiche Wegstrecke, verstellt werden. Hierdurch wird die Verstellung wesentlich erleichtert, so dass Arbeitszeit eingespart und Ausschuss durch eine falsch eingestellte Formungseinrichtung vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formungselemente entlang V-förmig verlaufender Verstellbahnen beweglich sind, wobei der Nahtformer im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen angeordnet ist. Am äußeren Ende des seitlichen Umformkantenabschnitts jedes Formungselements beginnt der jeweilige vordere Umformkantenabschnitt, der am Bahnauslaufquerschnitt, an dem die beiden äußeren Ränder der Materialbahn zu einer Naht zusammengeführt werden, endet. Nur wenn die Verstellbahnen so ausgerichtet sind, dass sie sich im Nahtformer schneiden, d.h. dass sie mit den seitlichen Umformkantenabschnitten zusammenfallen, ist eine ebene Umformung sichergestellt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Nahtformer im Schnittpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen angeordnet wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen so gewählt ist, dass die Materialbahn bei jeder Einstellung der Formungselemente eben umgeformt wird. Der Öffnungswinkel ist dabei abhängig vom herzustellenden Querschnitt. Zunächst ist also der für einen Schlauchquerschnitt benötigte Öffnungswinkel der vorderen Umformkantenabschnitte zu ermitteln. Anschließend kann die erfindungsgemäße Formungseinrichtung so gestaltet werden, dass der Öffnungswinkel der Verstellbahnen diesem ermittelten Öffnungswinkel entspricht. In der einfachsten Ausführungsform der Erfindung ist demnach die Anordnung der Verstellbahnen fest vorgegeben.
Vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Formungseinrichtung vorgesehen sein, dass der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen einstellbar ist. Dadurch ergibt sich einerseits die Möglichkeit, einen großen Teil der Formungseinrichtung für verschiedene, beispielsweise unterschiedlich hohe Schlauchquerschnitte zu nutzen, indem einfach die Formungselemente ausgetauscht werden und der Öffnungswinkel der Verstellbahnen angepasst wird. Andererseits ist es damit möglich, die Verstellbahnen so auszurichten, dass das Prinzip der ebenen Umformung verletzt wird. Dadurch kann innerhalb bestimmter Grenzen darauf Einfluss genommen werden, wie straff das Packgut von der Materialbahn eingehüllt wird.
Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Formungselemente ausschließlich gekrümmte Flächenstützelemente und Umformkantenabschnitte umfassen. Sowohl die vorderen Umformkantenabschnitte als auch der hintere Umformkantenabschnitt sind bei der erfindungsgemäßen Umformvorrichtung durch die Trennung des Nahtformers von den Formungselementen ohnehin unterbrochen, um die Beweglichkeit der Formungselemente realisieren zu können. Die Materialbahn wird bei ansonsten richtiger Auslegung der Formungseinrichtung im Bereich der Unterbrechung frei gespannt, ohne dass das Ergebnis der Umformung darunter leiden würde.
Mit diesem Wissen und der bereits bekannten Erkenntnis, dass eine Abstützung der Materialbahn an nicht gekrümmten Teilflächen der Schulterfläche nicht notwendig ist, da in nicht gekrümmten Teilflächen, die an gekrümmte Teilflächen grenzen, die Materialbahn aufgrund der auf sie wirkenden Zugkraft zwischen den gekrümmten Teilflächen auch ohne Abstützung knitterfrei gespannt wird, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass bei der erfindungsgemäßen Formungseinrichtung die Formungselemente ausschließlich aus gekrümmten Flächenstützelementen und Umformkantenabschnitten aufgebaut sind.
Mit anderen Worten, die Formungselemente der Formungseinrichtung weisen in dieser Ausgestaltung nicht die geraden Umformkantenabschnitte bzw. ebenen Flächenstützelemente mehr auf, die vorhanden wären, wenn man eine bekannte Formschulter durch Zerschneiden in die bereits erwähnten drei Hauptteile, nämlich zwei vor dem Nahtformer nebeneinander angeordnete Formungselemente und den Nahtformer aufteilen würde. Damit bilden sich zwischen den nunmehr allein körperlich ausgebildeten gekrümmten Umformkantenabschnitten und gekrümmten Flächenstützelementen des Umformbereichs virtuelle gerade Umformkanten und virtuelle ebene Flächenstützelemente heraus, an denen die Materialbahn durch die auf sie wirkende Zugkraft geradlinig umgelenkt bzw. eben aufgespannt ist. Diese vorgeschlagene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Formungseinrichtung führt zu einer leichteren Bauweise und damit zu geringerem Materialeinsatz und günstigeren Herstellungskosten. Darüber hinaus ist die Formungseinrichtung in dieser Ausgestaltung leichter zu reinigen als herkömmliche Formschultern.
In Fortführung des oben erläuterten Gedankens, Abstützungen der Materialbahn nur an gekrümmten Flächen und Kanten vorzusehen, kann es insbesondere bei Materialbahnen aus relativ steifem Material, etwa dickeren Verbundfolien oder -papieren, vorteilhaft sein, dass das Formungselement zusätzlich ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts umfasst. Dieses Segment kann sehr kurz, d.h. wenige Millimeter lang, sein. Es hat sich als günstig herausgestellt, dass der Bahn hinter dem letzten gekrümmten Umformkantenabschnitt eines Formungselements wenigstens noch die Richtung des vorderen Umformkantenabschnitts eingeprägt wird, um eine saubere Ausbildung des virtuellen vorderen Umformkantenabschnitts sicherzustellen.
In weiterer Fortführung des oben erläuterten Gedankens, das Formungselement zusätzlich mit einem Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts zu versehen, kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Nahtformer zusätzlich ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts umfasst. Auch dieses Segment kann sehr kurz sein. Es ist ausreichend, das Segment so lang auszugestalten, dass der Bahn vor dem Nahtformer nochmals die Richtung des vorderen Umformkantenabschnitts eingeprägt wird. Damit wird zwischen den beiden Segmenten der vorderen Umformkante eine saubere Ausbildung des virtuellen vorderen Umformkantenabschnitts erreicht.
Zur erfindungsgemäß vorgesehenen beweglichen Lagerung der Formungselemente kann in einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung eine Anzahl diskreter Befestigungspunkte für das Formungselement vorgesehen sein, die entlang der jeweiligen Stellbahn oder entlang einer dazu parallelen Linie angeordnet sind. Die Flexibilität einer derartigen Formungseinrichtung hinsichtlich der Anpassung an verschiedene Schlauchquerschnitte wäre jedoch stark eingeschränkt. Daher ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass je ein Linearführungslager zur beweglichen Lagerung je eines Formungselements vorgesehen ist. Diese Maßnahme führt zu einer Formungseinrichtung, bei der eine stufenlose Verstellung der Formungselemente möglich ist. Damit ist die Darstellung einer Vielzahl verschiedener Schlauchquerschnitte, beispielsweise durch einfaches Verschieben der Formungselemente in den Linearführungslagern entlang der jeweiligen Verstellbahn, gewährleistet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Richtung der Linearführungslager bezüglich der Transportrichtung der Materialbahn einstellbar ist. Hierdurch wird die Voraussetzung dafür geschaffen, dass durch einfache Verstellung der Linearführungslager der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen wie oben beschrieben einstellbar ist. Für die erfindungsgemäße Formungseinrichtung ergeben sich mehrere Vorteile. Einerseits ist es möglich, die Formungseinrichtung durch Austausch der Formungselemente gegen solche mit einer anderen Ausgestaltung der seitlichen Umformkantenbereiche hinsichtlich Höhe oder geometrischer Gestalt, d.h. Art der zu erzeugenden Kontur, und Anpassung der Richtung der Linearführungslager an diese anderen Formungselemente, auch für weitere Schlauchbeutelquerschnitte zu nutzen. Damit sinken für den Hersteller die Maschinenkosten. Andererseits ist es möglich, innerhalb enger Grenzen bewusst vom Prinzip der ebenen Umformung abzuweichen, um die Spannung der Materialbahn um das Packgut zu beeinflussen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine zweite Synchronisierungseinrichtung zur synchronen Verstellung der Linearführungslager vorgesehen ist. Die erste Synchronisierungseinrichtung bewirkt, dass bei einer Verstellung beide Linearführungslager in entgegengesetzter Richtung, d.h. auf die mittlere Bahnlinie oder Faser zu oder von der mittleren Bahnlinie oder Faser weg, und um die gleiche Winkeldifferenz, verstellt werden. Hierdurch wird die Verstellung wesentlich erleichtert, so dass Arbeitszeit eingespart und Ausschuss durch eine falsch eingestellte Formungseinrichtung vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Formungselement an einem Halteorgan befestigt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass jedes Halteorgan an einem Linearführungslager beweglich gelagert ist. Diese Ausgestaltung erleichtert die Verwendung verschiedener Formungselemente in der Formungseinrichtung und ermöglicht eine vollständige Entkoppelung des Formungselements von den Bestandteilen des Linearführungslagers.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin eine sich zwischen den vorderen Umformkantenabschnitten in der Transportrichtung der Materialbahn erstreckende Stützplatte zur Produktabstützung vorgesehen. Die Stützplatte ist insbesondere bei Verwendung der Formungseinrichtung in horizontalen Schlauchbeutelmaschinen vorteilhaft, um die Packgüter, die im Bereich der Umformkante in den sich ausbildenden Schlauch eingeschoben werden müssen, von unten abzustützen, da die Längsnaht erst am Ende des Umformbereichs, d.h. im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts, gebildet wird. Vorteilhaft weist die Stützplatte schräg zur Transportrichtung der Materialbahn verlaufende Kanten auf. Dadurch wird es möglich, eine quasi geschlossene Stützfläche für das Packgut bereitzustellen, die sich aus der Stützplatte und den im Bereich der vorderen Umformkantenabschnitte zusammenlaufenden Rändern der Materialbahn zusammensetzt.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Stützplatte einen in der Transportrichtung der Materialbahn verlaufenden Aufnahmeschlitz zur Aufnahme einer Transporteinrichtung aufweist. Eine solche Transporteinrichtung könnte beispielsweise ein unter der Stützplatte angeordnetes und durch den Aufnahmeschlitz ragendes Transportband einer Verpackungsmaschine sein, das dazu bestimmt ist, das Packgut in den sich bildenden Schlauch einzuführen. Bevorzugt ist daher der Aufnahmeschlitz zentral, d.h. in einer Linie mit dem Nahtformer und der durch ihn gebildeten Längsnaht, angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Grundplatte zur Lagerung der Formungselemente vorgesehen. Die Grundplatte kann als Träger eines oder mehrerer Bestandteile der Formungseinrichtung dienen. So können beispielsweise die Linearführungslager als Schlitze in der Grundplatte ausgeführt oder als separate Bauteile fest oder verstellbar auf der Grundplatte angeordnet sein. Die Formungselemente können direkt auf der Grundplatte oder, sofern vorhanden, an den auf der Grundplatte angeordneten Linearführungslagern gelagert sein. Auf der Grundplatte können die erste oder/und die zweite Synchronisierungseinrichtung angeordnet sein. Weiterhin kann die Stützplatte Bestandteil der Grundplatte sein. Die Grundplatte kann der Anbringung der Formungseinrichtung in einer Schlauchbeitelmaschine dienen. Weitere Ausgestaltungen sind denkbar, bei denen die Grundplatte bestimmte Funktionen der Formungseinrichtung übernimmt.
Vorteilhaft weist die Grundplatte eine Ausnehmung auf, durch die mindestens ein Formungselement hindurchragt, um die Ränder der Materialbahn so auszurichten, dass die Nahtbildung erleichtert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine bekannte Formschulter für eine horizontale Schlauchbeutelmaschine in drei Ansichten,
2 die Formschulter aus 1 in isometrischer Ansicht,
3 eine erfindungsgemäße Formungseinrichtung in einer Ansicht von hinten,
4 die Formungseinrichtung aus 3 in isometrischer Ansicht,
5 die Formungseinrichtung aus 3 in drei Ansichten.
In 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Formschulter für horizontale Schlauchbeutelmaschinen in drei Ansichten dargestellt, 2 zeigt dieselbe Formschulter in einer isometrischen Ansicht. Die dargestellte Formschulter ist in herkömmlicher Weise aus räumlich geformten Blechen zusammengesetzt und voll ausgeformt, d.h. die zur Formschulter gehörigen Flächen entsprechen gleichzeitig der Form, die die umzuformende Materialbahn 1 im Umformungsbereich der Formschulter einnimmt. Die Materialbahn 1 durchläuft den Umformbereich der Formschulter in der angegebenen Transportrichtung 11.
Die Formschulter umfasst in bekannter Weise einen Schulterteil 2 mit einer Bahneinlaufgeraden 21 zur Umformung der Materialbahn 1 vom ebenen in einen gewölbten Zustand und einen sich stromabwärts an den Schulterteil 2 anschließenden Prismateil 4 mit einem Bahnauslaufquerschnitt 41 zur Umformung der Materialbahn 1 vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand, wobei Schulterteil 2 und Prismateil 4 an einer Umformkante 3 zusammenstoßen. Der im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts 41 angeordnete Nahtformer 5 zur Bildung einer Längsnaht ist in den Figuren nicht dargestellt.
Die Materialbahn 1 läuft an der Bahneinlaufgeraden 21 in ebenem Zustand in den Umformbereich der Formschulter ein und verlässt den Umformbereich im Bahnauslaufquerschnitt 41 als geschlossener Bahnquerschnitt mit einer Flossennaht, d.h. mit übereinanderliegenden Rändern, die anschließend durch den Nahtformer 5 zu einer Längsnaht verschweißt werden.
Die Länge aller Bahnlinien der Materialbahn 1 im Umformbereich der Formschulter ist gleich, d.h. es handelt sich um eine ebene Umformung, bei der Falten oder Risse der Materialbahn 1 nicht auftreten. Die Umformkante 3 ist jedoch räumlich ausgebildet, d.h. jede Bahnlinie oder Faser legt von der Bahneinlaufgeraden 21 bis zur Umformkante 3 einen unterschiedlich langen Weg zurück, wobei dieser Weg umso kürzer ist, je näher die jeweilige Bahnlinie an der mittleren Bahnlinie liegt. Die Ränder der Materialbahn 1 stellen die am weitesten von der mittleren Bahnlinie entfernten Fasern dar. Sie passieren erst unmittelbar vor dem Bahnauslaufquerschnitt 41 die Umformkante 3.
Der von der dargestellten Formschulter erzeugte Schlauchquerschnitt ist im Wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Ecken. Daher gibt es gekrümmte Umformkantenabschnitte 32 und diesen Umformkantenabschnitten 32 zugeordnete gekrümmte Flächenstützelemente 22 sowie gerade Umformkantenabschnitte 31 und diesen Umformkantenabschnitten zugeordnete ebene Flächenstützelemente 23. Der hintere Umformkantenabschnitt 33 sowie die seitlichen Umformkantenabschnitte 34 und die vorderen Umformkantenabschnitte 35 sind aufgrund des im Wesentlichen rechteckigen Schlauchquerschnitts gerade Umformkantenabschnitte 31, die durch gekrümmte Umformkantenabschnitte 32 miteinander verbunden sind.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Formungseinrichtung für horizontale Schlauchbeutelmaschinen in einer Ansicht von hinten dargestellt, 4 zeigt dieselbe Formungseinrichtung in einer isometrischen Ansicht. Dabei bezieht sich der Begriff „Ansicht von hinten" auf die oben getroffene Analogiebetrachtung zu einem Jackenkragen. Dem Fachmann ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, dass die dargestellte Ansicht bei einer in eine horizontale Schlauchbeutelmaschine eingebauten Formungseinrichtung typischerweise die Ansicht von oben wäre.
Die Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn 1 ist aufgeteilt in drei Hauptteile, nämlich zwei beweglich gelagerte, in der Transportrichtung 11 der Materialbahn 1 vor dem Nahtformer 5 nebeneinander angeordnete Formungselemente 6 mit je einem Schulterteilsegment 61, einem Prismateilsegment 63 und einem Umformkantensegment 62 und den Nahtformer 5. Die Formungselemente 6 sind so gelagert, dass sie schräg zur Transportrichtung 11 der Materialbahn 1 beweglich sind.
Die Bewegungen der Formungselemente 6 erfolgt entlang V-förmig verlaufender Verstellbahnen 7, wobei der Nahtformer 5 im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen 7 angeordnet ist.
Der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen 7 ist so gewählt, dass die Materialbahn 1 bei jeder Einstellung der Formungselemente 6 eben umgeformt wird.
Im Ausführungsbeispiel umfassen die Formungselemente 6 ausschließlich gekrümmte Flächenstützelemente 22 und gekrümmte Umformkantenabschnitte 32. Sowohl die vorderen Umformkantenabschnitte 35 als auch der hintere Umformkantenabschnitt 33, die aufgrund des rechteckigen Schlauchquerschnitts gerade Umformkantenabschnitte 31 sind, sind bei der dargestellten Umformvorrichtung nicht physisch ausgebildet. Die Materialbahn wird in diesen Bereichen frei gespannt, so dass die geraden Umformkantenabschnitte 31 virtuelle Umformkantenabschnitte sind.
Die Formungselemente 6 weisen jedoch zusätzlich zu den gekrümmten Umformkantenabschnitten 32 je ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts 35 auf, die wenige Millimeter lang sind und die Richtung des vorderen Umformkantenabschnitts 35 in die Materialbahn 1 einprägen, um eine saubere Ausbildung des virtuellen vorderen Umformkantenabschnitts 35 sicherzustellen. In gleicher Weise weist der Nahtformer 5 zusätzlich ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts 35 auf.
Die Formungseinrichtung weist eine Grundplatte 8 zur Lagerung der Formungselemente 6 auf, die darüber hinaus als Träger mehrerer Bestandteile der Formungseinrichtung dient. Zur beweglichen Lagerung je eines Formungselements 6 sind zwei Linearführungslager 71 vorgesehen, die als Schlitze in der Grundplatte 8 ausgeführt sind. Die Formungselemente 6 sind an Halteorganen 72 befestigt, die ihrerseits an den auf der Grundplatte 8 angeordneten Linearführungslagern 71 beweglich gelagert sind.
Weiterhin enthält die Grundplatte 8 eine Stützplatte 81 zur Abstützung des Packguts beim Einführen in den sich bildenden Schlauch, der einen zentral angeordneten Aufnahmeschlitz 82 zur Aufnahme einer Transporteinrichtung aufweist, sowie eine Ausnehmung 83, durch die die Formungselemente 6 hindurchragen, um die Ränder der Materialbahn 1 so auszurichten, dass die Nahtbildung erleichtert wird.
Die Darstellung in 5 verdeutlicht die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Formungseinrichtung. Dargestellt sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die beiden Formungselemente 6 sowie der Nahtformer 5. Die Formungselemente 6 sind bezüglich des Nahtformers 5 auf Verstellbahnen 7, die V-förmig angeordnet sind, so verstellbar, dass sich bei einer Bewegung der Formungselemente 6 ihr senkrechter Abstand zueinander wie auch ihr Abstand zum Nahtformer 5 verändert.
Die Bewegungsrichtung der beiden Formungselemente 6 relativ zum Nahtformer 5 ist durch zwei Doppelpfeile angedeutet, die parallel zu den Verstellbahnen 7 nach außen verschoben gezeichnet sind. Die Verstellbahnen 7 sind identisch mit den vorderen Umformkantenabschnitten 35, so dass eine ebene Umformung in jeder Einstellung der Formungselemente 6 gewährleistet ist.

1: Materialbahn
11: Transportrichtung
2: Schulterteil
21: Bahneinlaufgerade
22: gekrümmtes Flächenstützelement
23: ebenes Flächenstützelement
3: Umformkante
31: gerader Umformkantenabschnitt
32: gekrümmter Umformkantenabschnitt
33: hinterer Umformkantenabschnitt
34: seitlicher Umformkantenabschnitt
35: vorderer Umformkantenabschnitt
4: Prismateil
41: Bahnauslaufquerschnitt
5: Nahtformer
6: Formungselement
61: Schulterteilsegment
62: Umformkantensegment
63: Prismateilsegment
7: Verstellbahn
71: Linearführungslager
72: Halteorgan
8: Grundplatte
81: Stützplatte
82: Aufnahmeschlitz
83: Ausnehmung

Claims

Formungseinrichtung zur Bildung eines Schlauchs aus einer Materialbahn (1) mit einem Schulterteil (2) mit einer Bahneinlaufgeraden (21) zur Umformung der Materialbahn (1) vom ebenen in einen gewölbten Zustand und einem sich stromabwärts an den Schulterteil (2) anschließenden Prismateil (4) mit einem Bahnauslaufquerschnitt (41) zur Umformung der Materialbahn (1) vom gewölbten in einen schlauchförmigen Zustand, wobei Schulterteil (2) und Prismateil (4) an einer Umformkante (3) zusammenstoßen, und mit einem im Bereich des Bahnauslaufquerschnitts (41) angeordneten Nahtformer (5) zur Bildung einer Längsnaht, die Formungseinrichtung umfassend zwei beweglich gelagerte, in der Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) vor dem Nahtformer (5) nebeneinander angeordnete Formungselemente (6) mit je einem Schulterteilsegment (61), Prismateilsegment (63) und Umformkantensegment (62), dadurch gekennzeichnet, dass die Formungselemente (6) so gelagert sind, dass sie schräg zur Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) beweglich sind.
Formungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Synchronisierungs einrichtung zur synchronen Bewegung der Formungselemente (6) vorgesehen ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungselemente (6) entlang V-förmig verlaufender Verstellbahnen (7) beweglich sind, wobei der Nahtformer (5) im Scheitelpunkt der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen (7) angeordnet ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen (7) so gewählt ist, dass die Materialbahn (1) bei jeder Einstellung der Formungselemente (6) eben umgeformt wird.
Formungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel der V-förmigen Anordnung der Verstellbahnen (7) einstellbar ist.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungselemente (6) ausschließlich gekrümmte Flächenstützelemente (22) und gekrümmte Umformkantenabschnitte (32) umfassen.
Formungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formungselement (6) zusätzlich ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts (35) umfasst.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtformer (5) zusätzlich ein Segment eines vorderen Umformkantenabschnitts (35) umfasst.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Linearführungslager (71) zur beweglichen Lagerung je eines Formungselements (6) vorgesehen ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Linearführungslager (71) bezüglich der Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) einstellbar ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Synchronisierungseinrichtung zur synchronen Verstellung der Linearführungslager (71) vorgesehen ist.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Formungselement (6) an einem Halteorgan (72) befestigt ist.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Halteorgan (72) an einem Linearführungslager (71) beweglich gelagert ist.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine sich zwischen den vorderen Umformkantenabschnitten (35) in der Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) erstreckende Stützplatte (81) zur Produktabstützung vorgesehen ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (81) schräg zur Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) verlaufende Kanten aufweist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (81) einen in der Transportrichtung (11) der Materialbahn (1) verlaufenden Aufnahmeschlitz (82) zur Aufnahme einer Transporteinrichtung aufweist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeschlitz (82) zentral angeordnet ist.
Formungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (8) zur Lagerung der Formungselemente (6) vorgesehen ist.
Formungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (8) eine Ausnehmung (83) aufweist, durch die mindestens ein Formungselement (6) hindurchragt.