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Der
Anmeldegegenstand betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort
eine vertikale Schlauchbeutelmaschine. Derartige Verpackungsmaschinen
sind hinlänglich
bekannt.
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Aus
der
DE 195 35 510
A1 ist eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit einer
von einer Vorratsrolle mittels eines Abzuges abgezogenen Folienbahn bekannt.
Dabei dient eine Formschulter zum Umformen der Folienbahn zu einem
Folienschlauch und ein Formatrohr zum Aufnehmen und Befüllen des
Folienschlauches. Eine Längssiegeleinrichtung
ist zum Verschweißen
der Längsränder der
Folienbahn und zum Erzeugen einer Längsnaht des Folienschlauches
vorgesehen. Eine Quersiegeleinrichtung mit zwei gegeneinander bewegbaren
Siegelbacken dient zum Erzeugen von Quernähten am Folienschlauch und
eine Trenneinrichtung zum Abtrennen der erzeugten Schlauchbeutel
vom Folienschlauch. Eine Mechanik ist zum Halten der Siegelbacken,
und ein Antrieb zum Bewegen der Quersiegeleinrichtung vorgesehen,
um die Siegelbacken relativ zueinander zu bewegen.
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Um
die Quersiegeleinrichtung einerseits sehr schnell zu öffnen und
zu schließen
und andererseits zusätzlich
die Quersiegeleinrichtung hoch und runter zu bewegen, um eine schnelle
Querverschweißung
eines kontinuierlich weiterbewegten Folienschlauches zu ermöglichen,
weist bei dieser bekannten Schlauchbeutelmaschine der Antrieb zwei
Linearmotoren auf, von denen der erste Linearmotor für eine Bewegung
der Quersiegeleinrichtung in einer ersten Richtung (der Vertikalen)
vorgesehen ist, und der zweite Linearmotor zum Ausüben einer
Bewegung in einer zweiten Richtung (der Horizontalen) dient, um
eine Siegelbacke in dieser Richtung zu bewegen, bzw. beide Siegelbacken über ein
Getriebe zu einer entgegengesetzten Bewegung zu veranlassen. Dabei
besteht jeder Linearmotor aus einem Primärteil und einem Sekundärteil. Getriebe
zum Erzeugen einer gegenläufigen
Siegelbackenbewegung sind in großer Vielfalt bekannt, z. B.
aus der
DE 39 07 208
A1 , welche eine Kniehebelanordnung offenbart.
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Der
bekannte Antrieb hat den Nachteil, dass ein Teil des einen Linearmotors
um 90 Grad versetzt mit einem Teil des anderen Linearmotors verbunden ist,
was zu einem großen
Platzbedarf des gesamten Antriebs führt.
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Es
liegt die Aufgabe zugrunde, eine vertikale Schlauchbeutelmaschine
der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass dieser Nachteil
beseitigt wird.
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Gelöst ist die
Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1. Danach sind die beiden Linearmotoren in Richtung
der Vertikalen und parallel zueinander ausgerichtet. Trägt ein Linearmotor
das Getriebe mitsamt den Siegelbacken, und ist der andere Linearmotor
dazu vorgesehen, über
ein Koppelelement, welches mit dem Getriebe verbunden ist, das Getriebe
zu betätigen,
um eine entgegengesetzte Bewegung der Siegelbacken zu bewirken,
so dass bei einer gleichartigen Auslenkung beider Linearmotoren
die Quersiegeleinrichtung lediglich bezüglich ihrer Höhe verstellt
wird, und es bei einer ungleichen Auslenkung der Linearmotoren zu
einer entgegengesetzten Bewegung der Siegelbacken kommt.
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Die
vorgeschlagene Neuerung hat den Vorteil, dass der Antrieb kein sehr
großes
Volumen benötigt,
da er relativ schmal ausgebildet werden kann. Insbesondere für relativ
lange Bewegungsstrecken der bewegbaren Teile der Linearmotoren,
d. h. für
relativ lange Teile, entlang denen die bewegbaren Teile betrieben
werden, ist es von Vorteil, wenn die Linearmotoren in die gleiche
Richtung weisen. Die vertikal ausgerichteten Linearmotoren bilden
derart eine relativ schmale Baugruppe. Während der erste Linearmotor
die Siegelbacken hoch und runter bewegt, dient der zweite Linearmotor
dem Öffnen
und Schließen
der Siegelbacken. Bei einem analogen, gleichartigen, ähnlichen
oder synchronen Lauf der beiden Linearmotoren werden die Siegelbacken
nicht gegeneinander bewegt. Dieses geschieht erst bei einem anderen
Betrieb.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Neuerung sind in den Ansprüchen 2 bis 10
beschreiben.
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Weist
gemäß Anspruch
2 das Getriebe eine Kniehebelanordnung zum Erzeugen einer entgegengesetzten
Bewegung der Siegelbacken auf, so kann derart in einfacher und bewährter Weise
eine Backenbewegung durch Schwenken eines Kniehebels um eine mittige
Achse erreicht werden.
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Ein
einfaches Koppelelement ist gegeben, wenn dieses gemäß Anspruch
3 eine Stange ist, welche mittels eines ersten Gelenks mit dem beweglichen
Teil des Linearmotors und mittels eines zweiten Gelenks mit dem
Getriebe, vorzugsweise der Kniehebelanordnung verbunden ist. Auf
diese Weise wird die Differenzbewegung des zweiten Linearmotors
auf den Kniehebel übertragen.
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Wird
gemäß Anspruch
4 das Koppelelement oder die Stange über eine Hebelverlängerung
der Kniehebelanordnung mit dieser verbunden, so wird durch diese
zusätzliche
Hebelwirkung die Backenschließkraft
deutlich erhöht,
was für
einige Schweißzwecke
sinnvoll ist.
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Weist
das Getriebe eine um eine Welle drehbare Scheibe zum Aufnehmen der
Kniehebelanordnung auf, ist an der Scheibe ein Zahnrad vorgesehen,
und ist das bewegliche Teil des Linearmotors mit einer Zahnstange
verbunden, die in das Zahnrad eingreift (Anspruch 5), so ist derart
eine sehr genau arbeitende, robuste Getriebeausgestaltung mit gegenläufiger Backenbewegung
erreicht.
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Die
vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine wird bezüglich ihrer Siegelbacken und
ihres Getriebes stabil ausgeführt,
wenn das bewegliche Teil des zweiten Linearmotors einen Rahmen trägt, an dem
das Getriebe mitsamt der Quersiegeleinrichtung befestigt ist (Anspruch
6). Aus Beschleunigungsgründen
sollte der Rahmen in Leichtbauweise, z. B. aus Aluminium gefertigt
sein.
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Weist
gemäß Anspruch
7 die Kniehebelanordnung einen mittig um ein mit dem Rahmen verbundenes
Gelenk drehbaren Kniehebel auf, an dessen Enden jeweils ein weiteres
Gelenk vorgesehen ist, über
welches er jeweils über
ein Verbindungsstück
mit einem Gelenk einer Mechanik einer Siegelbacke verbunden ist,
so ist in bekannter Weise ein gleichmäßig beide Siegelbacken gleichartig,
jedoch gegenläufig
betriebenes Getriebe erreicht.
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Die
Siegelbacken werden sehr genau geführt, wodurch gleichmäßige Schweißergebnisse
erreicht werden, wenn am Rahmen zwei Führungen zum Führen jeweils
einer Mechanik, insbesondere einer Stange, vorgesehen sind. Dabei
sind die Siegelbacken jeweils starr mit einer Mechanik bzw. einer Stange
verbunden.
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Es
können
relativ lange Bewegungsstrecken für die Linearmotoren kostengünstig erreicht
werden, wenn gemäß Anspruch
9 die beweglichen Teile der Linearmotoren als (die Spulen enthaltenden)
Primärteile
ausgeführt
sind.
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Eine
kostengünstige
Materialeinsparung findet statt, wenn gemäß Anspruch 10 die beiden Primärteile der
beiden Linearmotoren entlang eines gemeinsamen (die Magnete enthaltenden)
Sekundärteils
bewegbar sind.
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Im
folgenden wird die vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine an Hand
von zwei Ausführungsbeispiele
darstellender Figuren näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 in
einer Seitenansicht eine vertikale Schlauchbeutelmaschine mit zwei
gegeneinander bewegbaren, einen Folienschlauch verschweißenden Siegelbacken;
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2 in
einer Seitenansicht einen Antrieb mit zwei parallel zueinander ausgerichteten
Linearmotoren zum Heben und Senken sowie zum Gegeneinanderbewegen
der Siegelbacken der 1, in einer oberen, geöffneten
Backenstellung;
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3 in
einer Seitenansicht den Gegenstand der 2, jedoch
mit nach unten bewegten, geschlossenen Siegelbacken;
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4 in
einer Seitenansicht in einem anderen Ausführungsbeispiel einen Gegenstand
analog 2, jedoch mit zwei Primärteilen zweier Linearmotoren
auf einem gemeinsamen Sekundärteil,
sowie
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5 in
einer Seitenansicht in einem weiteren Ausführungsbeispiel zwei Linearmotoren,
wobei eine mit einem beweglichen Teil eines Linearmotors verbundene
Zahnstange in ein Zahnrad eines Kniehebels eingreift, um eine gegenläufige Backenbewegung
zu erreichen.
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Bei
einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 1 mit einer von
einer Vorratsrolle 2 mittels eines Abzuges 3 abgezogenen,
um eine Umlenkrolle 33 umgelenkten, Folienbahn 4,
dient eine Formschulter 5 zum Umformen der Folienbahn 4 zu
einem Folienschlauch 6 und ein Formatrohr 7 zum
Aufnehmen und Befüllen
des Folienschlauches 6 (1). Eine Längssiegeleinrichtung 8 ist
zum Verschweißen
der Längsränder der
Folienbahn 4 und zum Erzeugen einer Längsnaht 9 des Folienschlauches 6 vorgesehen.
Eine Quersiegeleinrichtung 10 mit zwei gegeneinander bewegbaren
Siegelbacken 11, 12 dient zum Erzeugen von Quernähten 13 am
Folienschlauch 6 und eine Trenneinrichtung 14 zum
Abtrennen der erzeugten Schlauchbeutel 15 vom Folienschlauch 6. Eine
Mechanik 16 hält
die Siegelbacken 11, 12. Mittels eines Antriebs 17 (2 bis 5)
wird die Quersiegeleinrichtung 10 geöffnet und geschlossen sowie
auf- und abbewegt, um jeweils zwei Quernähte 13 gleichzeitig
und mitlaufend mit dem kontinuierlich nach unten bewegten Folienschlauch 6 zu
erzeugen. Während
dieses Schweißvorganges
sind die Siegelbacken 11, 12 geschlossen. Nachfolgend
werden sie von einander getrennt und die Quersiegeleinrichtung 10 wird
nach oben gefahren und dort im Abstand einer Beutellänge erneut
eine Verschweißung
von Quernähten 13 im
zusammengedrückten
Folienschlauch 6 zu starten.
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Ein
Antrieb 17 zum Bewegen der Quersiegeleinrichtung 10 weist
zwei Linearmotoren 18, 19 (2 und 3)
auf. Der erste Linearmotor 18 ist für eine Bewegung der Quersiegeleinrichtung 10 in der
Vertikalen 20 vorgesehen. Der zweite Linearmotor 19 dient
zum Ausüben
einer Bewegung in der Horizontalen 21, um beide Siegelbacken 11, 12 über ein Getriebe 22 zu
einer entgegengesetzten Bewegung zu veranlassen. Jeder Linearmotor 18, 19 besteht aus
einem Primärteil 24, 26 und
einem Sekundärteil 25, 27.
Beide Linearmotoren 18, 19 sind in Richtung der
Vertikalen 20 parallel zueinander ausgerichtet. Der Linearmotor 18 trägt das Getriebe 22 mitsamt den
Siegelbacken 11, 12. Der andere Linearmotor 19 ist
dazu vorgesehen, über
ein Koppelement 28, welches mit dem Getriebe 22 verbunden
ist, das Getriebe 22 zu betätigen, um eine entgegengesetzte
Bewegung der Siegelbacken 11, 12 zu bewirken.
Bei einer gleichartigen Auslenkung beider Linearmotoren 18, 19 nach
oben oder nach unten wird die Quersiegeleinrichtung 10 lediglich
bezüglich
ihrer Höhe
verstellt. Bei einer ungleichen Auslenkung der Linearmotoren 18, 19 kommt
es zu einer entgegengesetzten Bewegung der Siegelbacken 11, 12.
Die Siegelbacken 11, 12 werden geschlossen, wenn
das bewegliche Teil des Linearantriebs 19 relativ zum beweglichen
Teil des Linearantriebs 18 nach oben versetzt wird. Eine Öffnung der
Quersiegeleinrichtung 10 erfolgt dagegen, wenn das bewegliche
Teil des Linearantriebs 19 relativ zum beweglichen Teil
des Linearantriebs 18 nach unten versetzt wird. Die beweglichen
Teile der beiden Linearmotoren 18, 19 sind als
Primärteile 24, 26 ausgeführt.
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Das
Getriebe 22 weist eine Kniehebelanordnung 23 zum
Erzeugen einer entgegengesetzten Bewegung der Siegelbacken 11, 12 auf.
Das Koppelelement 28 ist eine Stange 29, welche
mittels eines ersten Gelenks 34 mit dem beweglichen Teil
des Linearmotors 19 und mittels eines zweiten Gelenks 35 mit der
Kniehebelanordnung 23 verbunden ist. Die Kniehebelanordnung 23 weist
mittig um ein mit dem Rahmen 41 verbundenes Gelenk 42 drehbaren
Kniehebel 43 auf, an dessen Enden jeweils ein weiteres
Gelenk 44 vorgesehen ist, über welches er jeweils über ein
Verbindungsstück 45 mit
einem Gelenk 46 einer Mechanik 16 (Stange) einer
Siegelbacke 11, 12 verbunden ist.
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Das
bewegliche Teil des zweiten Linearmotors 19 trägt einen
Rahmen 41, an dem das Getriebe 22 mitsamt der
Quersiegeleinrichtung 10 befestigt ist. Am Rahmen 41 sind
zwei Führungen 30, 31 zum
jeweiligen Führen
einer Mechanik 16 vorgesehen.
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Für das Ausführungsbeispiel
der 4 gilt das gleiche wie für das vorherige Beispiel. Im
Unterschied dazu ist jedoch die Stange 29 über eine
Hebelverlängerung 36 der
Kniehebelandordnung 23 starr mit dem Kniehebel 43 verbunden,
um einen erhöhten
Schweißdruck
zu erzeugen, und die beiden Primärteile 24, 26 werden
entlang eines gemeinsamen Sekundärteils 25 bewegt.
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Ist
eine um eine Welle 37 drehbare Scheibe 38 zum
Aufnehmen der Kniehebelanordnung 23 vorgesehen, wobei an
der Scheibe 38 ein Zahnrad 39 vorgesehen ist,
und das bewegliche Teil des Linearmotors 19 mit einer Zahnstange 40 verbunden
ist, die in das Zahnrad 39 eingreift, so ist eine Technik
gegeben, die sehr robust ist (5). Für die Funktionsweise
dieser Ausgestaltung gilt ebenfalls das gleiche wie für das Ausführungsbeispiel
der 2 und 3. Die Zahnstange 40 dreht
bei ungleicher Auslenkung der Primärteile 24, 26 die
starr mit dem Zahnrad 39 verbundene Scheibe 38 um
deren Welle 37. Der Kniehebel 43 kann entfallen,
wenn die Gelenke 44 anstatt des Kniehebels 43 auf
der Scheibe 38 befestigt sind.
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- 1
- vertikale
Schlauchbeutelmaschine
- 2
- Vorratsrolle
- 3
- Abzug
- 4
- Folienbahn
- 5
- Formschulter
- 6
- Folienschlauch
- 7
- Formatrohr
- 8
- Längssiegeleinrichtung
- 9
- Längsnaht
- 10
- Quersiegeleinrichtung
- 11,
12
- Siegelbacke
- 13
- Quernaht
- 14
- Trenneinrichtung
- 15
- Schlauchbeutel
- 16
- Mechanik
- 17
- Antrieb
- 18,
19
- Linearmotor
- 20
- Vertikale
- 21
- Horizontale
- 22
- Getriebe
- 23
- Kniehebelandordnung
- 24
- Primärteil von 18
- 25
- Sekundärteil von 18
- 26
- Primärteil von 19
- 27
- Sekundärteil von 19
- 28
- Koppelelement
- 29
- Stange
- 30,
31
- Führung
- 32
- ortsfeste
Halterung
- 33
- Umlenkrolle
- 34,
35
- Gelenk
- 36
- Hebelverlängerung
- 37
- Welle
- 38
- Scheibe
- 39
- Zahnrad
- 40
- Zahnstange
- 41
- Rahmen
- 42
- Gelenk
- 43
- Kniehebel
- 44
- Gelenk
- 45
- Verbindungsstück
- 46
- Gelenk