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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine zum Füllen von
offenen, schweißfähigen Seitenfaltensäcken, die
in den Eckbereichen mit Eckschweißnähten versehen sind, mit einem
Füllstutzen und
vorzugsweise mit einer dem Füllstutzen
nachgeschalteten Schweißeinrichtung
zum Anbringen von Schweißnähten.
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Mit
der in Rede stehenden Füllmaschine werden
die unterschiedlichsten Füllgüter abgefüllt. Die
Eckschweißnähte verlaufen üblicherweise
unter einem Winkel von 45° zu
den Längskanten
eines Seitenfaltensackes. Auch die der Einfüllöffnung zugeordneten Eckschweißnähte werden
im Zuge der Konfektionierung der Säcke hergestellt. Daraus ergibt sich,
dass für
die Einfüllöffnung nur
der Bereich zwischen den Eckschweißnähten zur Verfügung steht. Während des
Füllvorganges
bleiben die Seitenfalten geschlossen, d.h., die Materiallagen liegen
dicht aneinander.
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Aus
dieser Form der Säcke
ergibt sich, dass sie nach dem Anhängen am Füllstutzen konisch ausgebildet
sind, wobei der untere Bereich noch flachgelegt ist. Aus der Form
des Sackes am Füllstutzen
ergibt sich indirekt eine Faltenbildung im Bereich der später herzustellenden
Schweißnaht.
Durch das Schließen
herkömmlicher
Spreizbacken stehen diese, bedingt durch die konische Form des Sackes, nicht
mehr parallel zur oberen Sackkante. Durch den linearen Spann- bzw.
Spreizvorgang wird der obere Bereich des Sackes gespannt, wobei
durch die relative Schiefstellung der Backen zum Sack Falten in den
Sacküberstand
gezogen werden, die in der Schweißeinrichtung zu Kanälen führen können, wodurch
die Schweißnaht
nicht dicht ist.
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Da
auch pulverförmige
Füllgüter in die
Seitenfaltensäcke
eingefüllt
werden, stellt sich die Forderung, dass die Schweißnähte sehr
dicht sein müssen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllmaschine der eingangs näher beschriebenen
Art so zu gestalten, dass in konstruktiv einfacher Weise und mit
aus der Branche bekannten Bauteilen vollkommen dichte Schweißnähte nach
dem Füllen der
Seitenfaltensäcke
hergestellt werden können.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch die Gegenstände
der Ansprüche
1, 2 und 14.
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Die
gestellte Aufgabe wird einerseits nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass
die Füllmaschine mit
die Seitenfaltensäcke
in den Seitenfaltenbereichen erfassenden, paarweise angeordneten
Spreiz- und Ausrichtbacken ausgestattet ist, die insbesondere an
Führungsgestängen derart
angeordnet sind, dass sie längs
bogenförmiger
Bahnen bewegbar sind, so dass zumindest die Bereiche der Spreiz-
und Ausrichtbacken, in welchen die Spreiz- und Ausrichtbacken den
Sack greifen, auf den bogenförmigen Bahnen
nach außen
und gleichzeitig nach oben geschwenkt werden, wobei die Schwenkachsen
dieser Bahnen vertikal unterhalb der bogenförmigen Bahnen liegen.
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Dies
kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass zumindest in vertikaler
Richtung tiefere Gelenkpunkte des Führungsgestänges in vertikaler Richtung
tiefer als die Spreiz- und Ausrichtbacken liegen.
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Die
Spreiz- und Ausrichtbacken sind derart längs bogenförmiger Bahnen verfahrbar und
nunmehr an die sich zwangsläufig
ergebenden Formen der Seitenfaltensäkke angepasst, dass die zwischen den
Eckschweißnähten liegende Öffnung gespreizt bzw.
gespannt und aufgerichtet wird, wenn die Spreiz- und Ausrichtbacken
beider Seiten voneinander weg bewegt werden, so dass auf die Bereiche
der Schweißnähte Zugkräfte einwirken,
wodurch die Bildung von Falten wirksam vermieden wird. Die Führungsgestänge sind
so ausgelegt, dass eine ausreichende Spreizung der Einfüllöffnung durch
die einwirkenden Zugspannungen nach dem Abnehmen gewährleistet
ist.
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Zwar
ist das Spreizen auf bogenförmigen Bahnen
an sich bekannt, so aus der
DE
92 07 6709 . Da hier die weiter vom Sack entfernten Schwenkachsen
jedoch oberhalb des Sackes liegen, wird der Sack zwar nach außen aufgespreizt,
aber in den gegriffenen Ecken nicht in eine horizontale Stellung
bewegt, was das eingangs erläuterte
Problem eher noch verschlimmert.
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Damit
die Spreiz- und Ausrichtbacken exakt geführt werden, ist vorgesehen,
dass die Spreiz- und Ausrichtbacken jeder Seite zwischen zwei Führungsgestängen montiert
sind. Dadurch wird ein Verecken oder Verkanten vermieden. Die Führungsgestänge beider
Seiten müssen
sinngemäß synchron
bewegt werden, d.h. aufeinander zu bewegt und voneinander weg bewegt
werden. Es ist deshalb bevorzugt vorgesehen, dass der Antrieb des
Führungsgestänges auf der
einen Seite mit dem des Führungsgestänges auf der
anderen Seite synchronisiert ist.
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Eine
konstruktiv einfache Lösung,
die jedoch betriebssicher und weitgehend verschleißfrei arbeitet,
ist gegeben, wenn jedes Führungsgestänge als Vielgelenkkette
ausgebildet ist, und dass die den Spreiz- und Ausrichtgreifern abgewandten
Enden der Führungshebel
der Vielgelenkketten um ortsfeste Achsen schwenkbar sind. Die Vielgelenkketten
bieten zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten
hinsichtlich des Verlaufs der bogenförmigen Bahnen. Darüber hinaus
werden sie aus einfachen Bauteilen, wie z.B. Führungslenker und Führungshebel
zusammengesetzt, so dass die Ausführung konstruktiv einfach und betriebssicher
arbeiten kann.
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Die
den Spreiz- und Ausrichtbacken zugewandten Enden der Vielgelenkketten
sind an einer Backenaufnahme angelenkt, an der die Spreiz- und Ausrichtbacken
schwenkbar gelagert sind. Jede Backenaufnahme überträgt daher die Bewegung auf die Spreiz-
und Ausrichtbacken. Zur Lagerung der Spreiz- und Ausrichtbacken
sind in jede Greiferaufnahme zwei Bolzen eingesetzt, auf denen die
Spreiz- und Ausrichtbacken schwenkbar gelagert sind. Zum Öffnen der
Spreiz- und Ausrichtbacken führen
diese entgegengesetzte Schwenkbewegungen aus, während sie bei der Schließbewegung
aufeinander zu laufen. Jede Greiferaufnahme bildet die Koppel der Vielgelenkkette.
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In
bevorzugter Ausführung
besteht jede Mehrgelenkkette aus einer parallelogrammartigen Viergelenkkette,
d.h., aus zwei Führungshebeln.
Zur Anpassung an die an den Füllstutzen
angehängten Säcke ist
vorgesehen, dass die Führungshebel
jeder Viergelenkkette in Schrägstellungen
zueinander stehen, d.h., während
der Bewegung der Spreiz- und Ausrichtbacken führen diese auch eine Kippbewegung
durch. Es ist deshalb vorgesehen, das der Abstand zwischen zwei
koppelseitigen Anlenkpunkten der Führungshebel größer ist
als der Abstand von zwei ortsfesten Bolzen.
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Es
wird derart beispielhaft erreicht, dass die Spreiz- und Ausrichtbacken
gemäß der Lösung des Anspruchs
2 in der zusammengefahrenen Stellung gegen die Vertikale geneigt
sind, wobei der Abstand der freien Enden der Spreiz- und Ausrichtbacken auch
geringer sein kann als in der gespreizten Stellung. Die einander
zugewandt liegenden Enden der Spreiz- und Ausrichtbacken liegen
in der geschlossenen Stellung tiefer als die an den Backenaufnahmen angeordneten
Enden. Zur Ausrichtung der Schweißnahtbereiche werden die Spreiz-
und Ausrichtbacken voneinander weg bewegt und stehen in der Endstellung
in dieser Ausführungsvariante
horizontal.
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Damit
die Bahn der Spreiz- und Ausrichtbacken der konischen Form des Seitenfaltensackes
am Füllstutzen
angepasst werden kann, ist vorgesehen, dass die Abstände der
im Betrieb ortsfesten oder beweglichen Anlenkpunkte verstellbar
sind, um zur Anpassung der bogenförmigen Bahn der Spreiz- und Ausrichtbacken
an die konische Form des Sackes am Füllstutzen die Schrägstellung
der Führungshebel
zueinander einzustellen.
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Damit
die von den Spreiz- und Ausrichtbacken ausgeübten Zugkräfte nicht zu Beschädigungen der
Schweißnahtbereiche
führen,
ist vorgesehen, dass zumindest die Schwenkbewegung eines Führungsgestänges jeder
Seite zwecks Straffens der Schweißnahtbereiche durch ortsfeste,
jedoch einstellbare Anschläge
begrenzt ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Anhand der
beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
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Die
Erfindung schafft auch das Verfahren nach Anspruch 14.
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Es
zeigen:
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1 den
oberen Bereich eines gefüllten, mittels
einer Schweißnaht
verschlossenen Seitenfaltensackes in perspektivischer Darstellung
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2 die
Spreiz- und Ausrichtbacken einschließlich des Führungsgestänges und der Backenaufnahme
in perspektivischer Darstellung
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3 die
Spreiz- und Ausrichtbacken einschließlich der Führungsgestänge in der zusammengefahrenen
Stellung und
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung, jedoch in der gespreizten
Stellung.
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Der
in der 1 dargestellte Seitenfaltensack 1 ist
aus einem schweißfähigen Material
hergestellt. In bevorzugter Ausführung
besteht der Seitenfaltensack 1 aus einer Kunststofffolie.
Ebenfalls werden in den vier Eckbereichen die Eckschweißnähte 3, 4 erstellt,
die, bezogen auf den flachgelegten Zustand des Seitenfaltensakkes 1,
unter einem Winkel von 45° zu
den Längskanten
verlaufen. Sie erstrecken sich über
die Breite der Seitenfalten. Nach dem Füllen des Seitenfaltensackes 1 und
nach dem Abnehmen vom Füllstutzen
wird mittels einer Schweißeinrichtung
die dem Verschluss dienende Schweißnaht 2 hergestellt,
die in einem Abstand zum oberen Sackrand liegt. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel erstreckt
sich die Schweißnaht 2 auch über den
Bereich der Seitenfalten.
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Die 2 zeigt
die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6, die der linken
Seite des Seitenfaltensackes 1 zugeordnet sind. Die der
rechten Seite des Seitenfaltensackes 1 zugeordneten Spreiz-
und Ausrichtbacken sind spiegelbildlich montiert. Die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 sind
um Bolzen 7, 8 schwenkbar. In der 2 ist
die Schließstellung
der Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 dargestellt,
in der sie gemäß den 3 und 4 den
Seitenfaltensack 1 im Bereich einer Seitenfalte erfassen.
Die Bolzen 7, 8 sind in eine Backenaufnahme 14 eingesetzt.
Diese Backenaufnahme ist an zwei seitlichen Vielgelenkketten aufgehängt, die
im dargestellten Ausführungsbeispiel als
parallelogrammartige Viergelenkketten ausgebildet sind. Demzufolge
ist die Backenaufnahme 14 an einer Seite an Führungshebeln 9, 10 aufgehängt, und die
andere Seite ist an Führungshebeln 11, 12 aufgehängt. Diese
Viergelenkkette wird durch eine einzige Kolbenzylindereinheit 13 betätigt. Die
den Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 bzw. der Backenaufnahme 14 abgewandt
liegenden Enden der Führungshebel 9 – 12 sind
auf ortsfesten Bolzen gelagert. Ebenfalls in 2 zu erkennen
ist ein Antrieb 18 (z.B. pneumatisch) für die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6.
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Die 3 zeigt
die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6, die Backenaufnahmen 14 und
die Führungsgestänge in der
zusammengefahrenen Stellung. Dabei sind die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 aufeinander
zu gefahren worden. In nicht näher
dargestellter Weise hat der an den Füllstutzen angehängte, noch
nicht gefüllte
Seitenfaltensack 1 zumindest im oberen Bereich eine konische
Form, während im
unteren Bereich die Sackwandungen noch aneinander liegen.
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Nach
dem Abnehmen des gefüllten
Seitenfaltensackes 1 vom Füllstutzen werden durch entsprechende
Steuerungen der Kolbenzylindereinheiten 13 die Führungsgestänge geschwenkt,
so dass die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 auseinander
fahren, d.h., der Abstand wird vergrößert, gleichzeitig werden die
Spreiz- und Ausrichtbacken in diesem Schritt um die Gelenkpunkte 16, 17 des
Führungsgestänges 9, 10, 11, 12 gekippt.
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Die
Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 beschreiben damit
jeweils bogenförmige
Bahnen, welche schematisch durch die Pfeile P1 und P2 angedeutet
sind. Die (gedachten) Schwenkachsen dieser Bahnen liegen vertikal
unterhalb der bogenförmigen Bahnen
selbst bzw. tiefer als diese.
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Dazu
liegen hier vorteilhaft sämtliche
Gelenkpunkte 16, 17 des Führungsgestänges vertikal tiefer als die
Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6, welche in der
Backenaufnahme 14 gehalten sind. Die Vertikale ist in der 3 durch
die angedeutete Mittellinie des Sackes 1 definiert.
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Insbesondere
liegen die unteren Gelenkpunkte 16, 17 des Führungsgestänges – und damit die
unteren Schwenkachsen der Schwenkbewegung – in vertikaler Richtung derart
tiefer als die Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6,
dass zumindest die Bereiche B1 und B2, in welchem die Spreiz- und
Ausrichtbacken 5, 6 den Sack 1 greifen,
auf den bogenförmigen
Bahnen nach außen
und gleichzeitig nach oben geschwenkt werden. Dadurch werden jedenfalls
die gegriffenen Sackecken S1 und S2 analog bewegt, d.h. auf der
jeweiligen bogenförmigen
Bahn auseinander und nach oben gezogen.
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Durch
ein optimales Verstellen der Abstände der im Betrieb ortsfesten
oder beweglichen Anlenkpunkte bzw. Gelenkpunkte (ortsfeste Gelenkpunkte 16,
bewegliche Gelenkpunkte 17) kann die Schrägstellung
der Führungshebel
zueinander eingestellt werden.
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Damit
kann die jeweils bogenförmige
Bahn der Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 der konischen Form
des Sackes am Füllstutzen
angepasst werden.
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Es
ergibt sich durch einen Vergleich der 3 mit der 4,
dass beim Überführen der Spreiz-
und Ausrichtbacken 5, 6 in die gespreizte Stellung
der dazwischenliegende Bereich durch die bogenförmige Bewegung gespannt und
ausgerichtet wird, wodurch eine Faltenbildung wirksam vermieden wird.
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Im
Bereich der Führungsgestänge ist
die Füllmaschine
mit ortsfesten Anschlägen 15 ausgestattet,
die an Schraubenbolzen festgelegt sind, so dass sie verstellbar
sind.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass dem Füllstutzen
auf einer bogenförmigen
Bahn verfahrbare Spreiz- und Ausrichtbacken 5, 6 zugeordnet
sind, die nach dem Abnehmen des gefüllten Sackes vom Füllstutzen
unter Vergrößerung ihres
Abstandes nach außen
bewegt werden, so dass der Bereich in dem die Schweißnaht 2 gelegt
werden soll, gespannt wird, so dass keine zu einer Undichtigkeit
führenden
Falten entstehen.