DE102007004140B4 - Schlauchbeutelmaschine - Google Patents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)
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Abstract

Schlauchbeutelmaschine (1) mit einer von einer Vorratsrolle (2) abwickelbaren Folienbahn (3), einer Formschulter (4) zum Umformen der Folienbahn (3) zu einem Folienschlauch (5), einem gegen den Folienschlauch (5) wirkenden Folienabzug (6) zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn (3) und des Folienschlauches (5), einem Füllrohr (7) zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches (5), einer Längssiegeleinrichtung (8) zum Verschweißen des Folienschlauches (5) parallel zu seiner Transportrichtung (9) mittels einer Längsnaht (10), einer Quersiegeleinrichtung (11) mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch (5) quer zur Transportrichtung (9) verschweißenden Querbacken (12, 13) zum Erzeugen von Quernähten (14), einer Trenneinrichtung (15) zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel (16) vom Folienschlauch (5), mit einem ersten Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11), sowie einem zweiten Antrieb (18) zum Schließen und Öffnen der Querbacken (12, 13), wobei der erste Antrieb (17) als Linearmotor mit einem Primärteil (19) und einem Sekundärteil (20) ausgeführt Ist, und sein bewegbares Teil (19, 20) über einen Träger (21) einen Rahmen (36) der Quersiegeleinrichtung (11) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb (18) ortsfest ist und über ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Kopplungsmittel (22) mit einem Getriebe (23) der Quersiegeleinrichtung (11) verbunden ist, um seine Dreh- oder Schwenkbewegung auf das Getriebe (23) zu übertragen, und um damit die Relativbewegung der Querbacken (12, 13) zu bewirken.

Description

  • Der Anmeldegegenstand betrifft den Verpackungsmaschinenbau und dort eine Schlauchbeutelmaschine zum Erzeugen und Befüllen von Schlauchbeuteln. Derartige Maschinen sind in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt.
  • Aus der DE 195 35 510 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Maschine mit einer von einer Vorratsrolle abwickelbaren Folienbahn, einer Formschulter zum Umformen der Folienbahn zu einem Folienschlauch, einem gegen den Folienschlauch wirkender Folienabzug zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn und des Folienschlauches, einem Füllrohr zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches, einer Längssiegeleinrichtung zum Verschweißen des Folienschlauches parallel zu seiner Transportrichtung mittels einer Längsnaht, dient eine Quersiegeleinrichtung mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch quer zur Transportrichtung verschweißenden Querbacken zum Erzeugen von Quernähten und eine Trenneinrichtung zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel vom Folienschlauch. Die DE 195 35 510 A1 offenbart ferner einen ersten Antrieb zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung, sowie einen zweiten Antrieb zum Schließen und Öffnen der Querbacken, wobei der erste Antrieb als Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil ausgeführt ist, und sein bewegbares Teil über einen Träger einen Rahmen der Quersiegeleinrichtung trägt.
  • Des weiteren ist aus der DE 44 25 207 A1 bekannt, Servomotoren über Lineareinheiten dazu zu verwenden, um eine vertikale Bewegung der Quersiegeleinrichtung sowie eine Bewegung der Querbacken zu erreichen. Zudem offenbart diese Schrift unterschiedliche Kniehebelsysteme zum Erzeugen einer gegenläufigen Querbackenbewegung.
  • Die DE 39 07 208 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung von Querschweißbacken einer Schlauchbeutelmaschine. Die Steuerung der Bewegung der Querschweißbacken erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem Anpressdruck, der Temperatur und der Siegelzeit. Als mechanischer Anrieb ist eine Kniehebel-Antriebseinrichtung vorgesehen.
  • Die bekannten Schlauchbeutelmaschinen haben den Nachteil, dass sie eine zu große Masse vertikal bewegen müssen, da ein für die Schließbewegung der Querbacken genutzter Antrieb vertikal versetzt werden muss.
  • Es liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchbeutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dieser Nachteil beseitigt wird.
  • Gelöst ist die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Danach ist der zweite Antrieb ortsfest und über ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Kopplungsmittel mit einem Getriebe der Quersiegeleinrichtung verbunden, um seine Dreh- oder Schwenkbewegung auf das Getriebe zu übertragen, und um damit die Relativbewegung der Querbacken zu bewirken.
  • Die vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine hat den Vorteil, dass der Antrieb für die Querbackenbewegung ortsfest ist und nicht mitsamt der Quersiegeleinrichtung auf und ab bewegt wird. Das Kopplungsmittel kann vollständig oder größtenteils ortsfest ausgestaltet werden, so dass es nicht oder kaum trägheitserhöhend für die Vertikalbewegung der Quersiegeleinrichtung wirkt. Somit können relativ schnelle Vertikalbewegungen der Quersiegeleinrichtung und folglich relativ hohe Verpackungsleistungen erzielt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Schlauchbeutelmaschine sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
  • Als Kopplungsmittel eignet sich gemäß Anspruch 2 eine um eine Achse drehbare oder hin und her schwenkbare Welle, welche mindestens ein parallel zur Achse verlaufendes Kopplungselement aufweist, das über ein Lager am Träger in ein Kniehebelsystem zum Erzeugen einer gegenläufigen Bewegung der Querbacken eingreift, und das bei auf und ab bewegter Quersiegeleinrichtung stets dafür sorgt, dass die Bewegung des ortsfesten zweiten Antriebs auf das Kniehebelsystem übertragen wird. Das Kniehebelsystem kann wahlweise und bekanntermaßen mit zwei Gelenken am Ende einer einzigen Strebe, mit zwei Streben, die jeweils an ihren Enden jeweils ein Gelenk aufweisen oder ähnlich ausgeführt sein.
  • Ein zuverlässiges Kopplungsmittels wird in kostengünstiger Weise erreicht, wenn die Welle zwei parallel zueinander verlaufende Stangen als Kopplungselemente aufweist (Anspruch 3). Analog dazu könnte auch eine einzige Stange mit zwei gegenüberliegenden Leisten anstatt von zwei parallelen einzelnen Stangen eingesetzt werden. Oder eine rechteckige Stange oder irgendein anderes längliches Koppelelement mit einem längs verlaufenden Teil zum gleitenden Eingreifen in das Getriebe der Querbacken bzw. speziell in ein Kniehebelsystem des Getriebes.
  • Das Bewegen der Querbackeneinrichtung in vertikaler Richtung ist relativ schnell möglich, wenn gemäß Anspruch 4 ein ortsfestes Teil des Linearmotors als Primärteil ausgeführt ist, und das bewegbare Teil des Linearmotors als Sekundärteil ausgeführt ist. Da das Sekundärteil leichter als das Primärteil ist, ist derart das Trägheitsmoment reduziert.
  • Als zweiter ortsfester Antrieb eignet sich ein Servomotor oder ein Torquemotor (Anspruch 5), um eine orts- und zeitgenaue Querbackenbewegung bei vorwählbarer Schweißdruckvorwahl zu erreichen. Ist gemäß Anspruch 6 der zweite Antrieb mit einer Steuereinrichtung zum Ansteuern der Leistung des Antriebs und damit zum Einstellen eines Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen der Querbacken verbunden, so kann derart der Schweißdruck erreicht werden.
  • Im folgenden wird die vorgeschlagene Schlauchbeutelmaschine an Hand ein Ausführungsbeispiel darstellender Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
    • 1 in einer Seitenansicht und in einer vereinfachten Darstellung eine vertikale Schlauchbeutelmaschine, deren Querbacken für eine gegenläufige, umlaufende Bewegung vorgesehen sind;
    • 2 in einer schematischen Darstellung eine Querbacke zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Umlaufs entlang der D-förmigen Backenbahn;
    • 3 in einer Ansicht von oben eine Quersiegeleinrichtung zum Öffnen und Schließen (gestrichelt dargestellt) der Querbacken, mit einem Kniehebelsystem, in welches ein Kopplungsmittel eingreift;
    • 4 in einer Ansicht von oben und in vergrößerter Darstellung einen Teil der 3, sowie;
    • 5 in einer Seitenansicht und in vereinfachter Darstellung einen Linearmotor zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung sowie (rechts) das Kopplungsmittel, welches die Bewegung des zweiten Antriebs auf die Quersiegeleinrichtung überträgt.
  • Bei einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine 1 mit einer von einer Vorratsrolle 2 abwickelbaren Folienbahn 3, einer Formschulter 4 zum Umformen der Folienbahn 3 zu einem Folienschlauch 5, einem gegen den Folienschlauch 5 wirkenden Folienabzug 6 zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn 3 und des Folienschlauches 5, dient ein Füllrohr 7 zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches 5 (1). Eine Längssiegeleinrichtung 8 ist zum Verschweißen des Folienschlauches 5 parallel zu seiner Transportrichtung 9 mittels einer Längsnaht 10 und eine Quersiegeleinrichtung 11 mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch 5 quer zur Transportrichtung 9 verschweißenden Querbacken 12, 13 zum Erzeugen von Quernähten 14 vorgesehen. Eine Trenneinrichtung 15 dient zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel 16 vom Folienschlauch 5. Ein erster Antrieb 17 ist zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung 11 und ein zweiter Antrieb 18 zum Schließen und Öffnen der Querbacken 12, 13 vorgesehen. Dabei ist der erste Antrieb 17 als Linearmotor mit einem Primärteil 19 und einem Sekundärteil 20 ausgeführt (3, 5). Sein bewegbares Teil (das Sekundärteil 20) trägt über einen Träger 21 einen Rahmen 36 der Quersiegeleinrichtung 11. Die beiden Antriebe 17, 18 bewirken einen gegenläufigen Umlauf der Querbacken 12, 13. Dabei bewegt sich jede Querbacke 12, 13 entlang einer D-förmigen Backenbahn 38 (2), um mit ihrer Siegelfläche 40 entlang eines geraden Abschnitts 42 am Folienschlauch 5 anzuliegen und diesen zu verschweißen. Der gerade Abschnitt könnte durch eine Rückstellung einer Querbacke 12, 13 gegen die Kraft einer Feder passieren, wobei die Federspannung den Schweißdruck beschreibt, oder der gerade Abschnitt 42 wird durch entsprechenden Betrieb des Antriebs 18 bei die Quersiegeleinrichtung 11 hebendem und senkendem Antrieb 17 erreicht.
  • Um eine hohe Verpackungsgeschwindigkeit zu erreichen, werden die Massenträgheitsmomente reduziert, indem der zweite Antrieb 18 ortsfest ist und über ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Kopplungsmittel 22 mit einem Getriebe 23 der Quersiegeleinrichtung 11 verbunden ist. Derart überträgt er seine Dreh- oder Schwenkbewegung auf das Getriebe 23, um damit die Relativbewegung der Querbacken 12, 13 zu bewirken. Dazu weist das Kopplungsmittel 22 eine um eine Achse 24 schwenkbare Welle 25 auf, welche zwei parallel zur Achse 24 verlaufende Koppelelemente 26 aufweist. Ein mit zwei Gelenken 27, 28 eines Kniehebelsystems 29 verbundenes schwenkbares Verbindungselement 30 ist mit dem Träger 21 verbunden (4). Das Kniehebelsystem 29 ist über jeweils eine Strebe 37 an einem der beiden Gelenke 27, 28 und jeweils ein weiteres Gelenk 31, 32 an der Strebe 37 mit jeweils einem Backenträger 33, 34 einer Querbacke 12, 13 verbunden. Das Koppelelement 26 ist von einem Lager 35 des Verbindungselementes 30 aufgenommen. Das Lager 35 ist mitsamt dem Verbindungselement 30, dem Träger 21 und der Quersiegeleinrichtung 11 entlang des Koppelelementes 26 vertikal bewegbar.
  • Anstatt eine Schwenkbewegung vorzusehen, könnten der Antrieb 18 und die Welle 25 auch umlaufend betrieben werden, wobei die Querbacken 12, 13 mittels Federelementen gegeneinander rückstellbar sein könnten, um den geraden Abschnitt 42 ihrer Backenbahnen 38 und damit auch den Schweißdruck zu erzeugen. Da beim Ausführungsbeispiel der Schweißdruck vom Antrieb 18 erzeugt wird, ist dieser mit einer Steuereinrichtung 39 zum Ansteuern der Leistung des Antriebs 18 und damit zum Einstellen eines Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen 40 der Querbacken 12, 13 verbunden. Der Antrieb 18 ist ein Torquemotor, der es erlaubt, über ein genau zu regelndes Drehmoment einen genauen Siegeldruck vorzugeben.
  • Die Welle 25 weist zwei parallel zueinander verlaufende Stangen auf, die als gleitfähige Koppelelemente 25 in den Lagern 35 des Verbindungselementes 30 fungieren.
  • Ein ortsfestes Teil des Linearmotors ist als Primärteil 19 ausgeführt, und das bewegbare Teil des Linearmotors als Sekundärteil, damit das vertikal bewegbare Teil leichter und damit schneller bewegbar ist.
    • 1
    Schlauchbeutelmaschine
    2
    Vorratsrolle
    3
    Folienbahn
    4
    Formschulter
    5
    Folienschlauch
    6
    Folienabzug
    7
    Füllrohr
    8
    Längssiegeleinrichtung
    9
    Transportrichtung
    10
    Längsnaht
    11
    Quersiegeleinrichtung
    12, 13
    Querbacke
    14
    Quernaht
    15
    Trenneinrichtung
    16
    Schlauchbeutel
    17
    erster Antrieb
    18
    Zweiter Antrieb
    19
    Primärteil
    20
    Sekundärteil
    21
    Träger
    22
    Kopplungsmittel
    23
    Getriebe
    24
    Achse
    25
    Welle
    26
    Koppelelement
    27, 28
    Gelenk
    29
    Kniehebelsystem
    30
    Verbindungselement
    31, 32
    Gelenk
    33, 34
    Backenträger
    35
    Lager
    36
    Rahmen
    37
    Strebe
    38
    Backenbahn
    39
    Steuereinrichtung
    40
    Siegelfläche
    41
    Führung
    42
    Abschnitt, gerade

Claims (6)

  1. Schlauchbeutelmaschine (1) mit einer von einer Vorratsrolle (2) abwickelbaren Folienbahn (3), einer Formschulter (4) zum Umformen der Folienbahn (3) zu einem Folienschlauch (5), einem gegen den Folienschlauch (5) wirkenden Folienabzug (6) zum Weiterbewegen der ebenen Folienbahn (3) und des Folienschlauches (5), einem Füllrohr (7) zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches (5), einer Längssiegeleinrichtung (8) zum Verschweißen des Folienschlauches (5) parallel zu seiner Transportrichtung (9) mittels einer Längsnaht (10), einer Quersiegeleinrichtung (11) mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch (5) quer zur Transportrichtung (9) verschweißenden Querbacken (12, 13) zum Erzeugen von Quernähten (14), einer Trenneinrichtung (15) zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel (16) vom Folienschlauch (5), mit einem ersten Antrieb (17) zum Heben und Senken der Quersiegeleinrichtung (11), sowie einem zweiten Antrieb (18) zum Schließen und Öffnen der Querbacken (12, 13), wobei der erste Antrieb (17) als Linearmotor mit einem Primärteil (19) und einem Sekundärteil (20) ausgeführt Ist, und sein bewegbares Teil (19, 20) über einen Träger (21) einen Rahmen (36) der Quersiegeleinrichtung (11) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb (18) ortsfest ist und über ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Kopplungsmittel (22) mit einem Getriebe (23) der Quersiegeleinrichtung (11) verbunden ist, um seine Dreh- oder Schwenkbewegung auf das Getriebe (23) zu übertragen, und um damit die Relativbewegung der Querbacken (12, 13) zu bewirken.
  2. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (22) eine um eine Achse (24) dreh- oder schwenkbare Welle (25) aufweist, welche mindestens ein parallel zur Achse (24) verlaufendes Koppelelement (26) aufweist, dass ein mit zwei Gelenken (27, 28) eines Kniehebelsystems (29) verbundenes dreh- oder schwenkbares Verbindungselement (30) mit dem Träger (21) verbunden ist, dass das Kniehebelsystem (29) über vorzugsweise jeweils eine Strebe (37) an einem der beiden Gelenke (27, 28), und besonders bevorzugt über jeweils ein weiteres Gelenk (31, 32) an der Strebe (37), mit jeweils einem Backenträger (33, 34) einer Querbacke (12, 13) verbunden ist, und dass das Koppelelement (26) von einem Lager (35) des Verbindungselementes (30) aufgenommen ist, sowie das Lager (35) mitsamt dem Verbindungselement (30), dem Träger (21) und der Quersiegeleinrichtung (11) entlang des Koppelelementes (26) bewegbar ist.
  3. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (25) zwei parallel zueinander verlaufende Stangen als Koppelelement (26) aufweist.
  4. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein ortsfestes Teil des Linearmotors als Primärteil (19) ausgeführt ist, und das bewegbare Teil des Linearmotors als Sekundärteil (20) ausgeführt ist.
  5. Schlauchbeutelmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb (18) als Servomotor oder als Torquemotor ausgeführt ist.
  6. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb (18) mit einer Steuereinrichtung (39) zum Ansteuern der Leistung des Antriebs (18) und damit zum Einstellen eines Schweißdrucks zwischen den Siegelflächen (40) der Querbacken (12, 13) verbunden ist.
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DE19535510A1 (de) 1995-09-25 1997-03-27 Rovema Gmbh Verschließvorrichtung für einen Verpackungsvorgang

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