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Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung zur Anordnung zwischen einer Dosiervorrichtung und der Befüllvorrichtung einer Schlauchbeutelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Schlauchbeutelmaschine kann dabei beispielsweise mit einer Längsschweißeinrichtung zur Bildung eines Folienschlauchs ausgestattet sein. Dieser Folienschlauch wird in der Schlauchbeutelmaschine dann mittels zweier gegeneinander beweglichen und dabei den Folienschlauch quer verschweißenden Quersiegelbacken quergesiegelt, so dass kontinuierlich oder intermittierend Schlauchbeutel produziert werden können. Vor dem Verschließen der Schlauchbeutel werden die Schlauchbeutel mittels einer Befüllvorrichtung mit Füllgut befüllt. Nach dem Quersiegeln der Schlauchbeutel werden die einzelnen Schlauchbeutel mittels einer Trenneinrichtung voneinander vereinzelt.
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Eine Schlauchbeutelmaschine dieser Art ist beispielsweise aus der
EP 04 69 105 bekannt.
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Bei bekannten Schlauchbeutelmaschinen ist der Befüllvorrichtung eine Dosiervorrichtung vorgeordnet. In der Dosiervorrichtung wird jeweils eine Portion des Füllguts vereinzelt, um den Schlauchbeutel mit der vorgegebenen Menge, beispielsweise einem vorgegebenen Füllgewicht, einem vorgegebenen Füllvolumen oder einer vorgegebenen Füllanzahl zu befüllen. Bei den bekannten Schlauchbeutelmaschinen arbeitet die Dosiervorrichtung dabei synchron zur Schlauchbeutelmaschine, damit jeweils zum exakt erforderlichen Zeitpunkt die für die Befüllung des Schlauchbeutels notwendige Menge des Füllguts durch die Befüllvorrichtung eingefüllt werden kann. Diese synchrone Arbeitsweise zwischen Dosiervorrichtung und Schlauchbeutelmaschine führt zunehmend zu Problemen.
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Ein erster Nachteil des Synchronbetriebs zwischen Dosiervorrichtung und Schlauchbeutelmaschine liegt darin, dass jede kleine Prozessstörung bei der Dosierung in der Dosiervorrichtung zu einem Stillstand oder zu einem Leertakt in der Schlauchbeutelmaschine führt. Insbesondere bei Hochleistungs-Schlauchbeutelmaschinen mit einer Leistung von mehr als 200 Schlauchbeuteln pro Minute kann die Synchronität zwischen Schlauchbeutelmaschine und Dosiervorrichtung nur noch sehr aufwendig gewährleistet werden. Eine weitere Leistungssteigerung bei der Abpackung des Füllguts unter Verwendung von Hochleistungs-Schlauchbeutelmaschinen ist deshalb mit den bekannten Systemen nicht mehr bzw. nur unter Inkaufnahme eines sehr hohen Aufwands möglich.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Transfereinrichtung zur Anordnung zwischen einer Dosiervorrichtung und der Befüllvorrichtung einer Schlauchbeutelmaschine vorzuschlagen, mit der die Packleistung der Schlauchbeutelmaschine mit relativ geringem Aufwand erhöht werden kann. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Transfereinrichtung vorzuschlagen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Transfereinrichtung umfasst eine Eingabestation, eine Ausgabestation und mehrere Transferbehälter. Die jeweils vorgegebene Füllmenge des Füllguts zur Befüllung in einen Schlauchbeutel wird in der Eingabestation aus der Dosiervorrichtung an die jeweils in der Eingabestation befindlichen Transferbehälter übergeben. Anschließend werden die Transferbehälter entlang einer Transferstrecke zu der Abgabestation transportiert. In der Abgabestation wiederum werden die Transferbehälter geleert, und das in den Transferbehältern transferierte Füllgut in die Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine übergeben. Zuletzt gelangen die Transferbehälter entlang der Rücktransferstrecke zurück zur Eingabestation und werden dort erneut aus der Dosiervorrichtung mit Füllgut befüllt.
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Um die Leistungsfähigkeit der Transfereinrichtung bei der Übergabe des Füllguts an die Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine zu erhöhen, ist erfindungsgemäß eine Transfersteuerung zur Steuerung der Transfereinrichtung bei Übergabe des Füllguts an die Schlauchbeutelmaschine gesteuert. Die Transfersteuerung ist dabei so eingerichtet, dass der Übergabeprozess in der Ausgabestation entweder a) in Abhängigkeit von der Position des Transferbehälters relativ zur Befüllvorrichtung und/oder b) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Transferbehälters gesteuert werden kann. In Abkehr der bisher üblichen Übergabeprozesse bedeutet dies, dass die Übergabe des Füllguts aus dem Transferbehälter nicht erst nach dem vollständigen Stillstand des Transferbehälters über der Befüllvorrichtung beginnt. Stattdessen kann der Übergabeprozess bereits vor dem vollständigen Stillstand des Transferbehälters über der Befüllvorrichtung entweder in Abhängigkeit von der Position des Transferbehälters und/oder in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Transferbehälters eingeleitet werden.
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In welcher Weise der Übergabeprozess von der Transfersteuerung in Abhängigkeit von der Position des Transferbehälters bzw. in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Transferbehälters gesteuert wird, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Transferbehälter jeweils einen Verschluss aufweisen, der zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellt werden kann. In der Schließstellung des Verschlusses ist der Transferbehälter geschlossen und das Füllgut im Transferbehälter gespeichert. Wird der Verschluss dann in die Öffnungsstellung verstellt, öffnet sich der Transferbehälter dadurch, so dass das Füllgut unter Schwerkrafteinfluss aus der Öffnung des Transferbehälters in die Befüllvorrichtung übergeben wird. Gemäß dieser bevorzugten Vorrichtungsvariante ist es vorgesehen, dass der Verschluss des Transferbehälters in Abhängigkeit von der Position des Transferbehälters relativ zur Befüllvorrichtung und/oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Transferbehälters geöffnet werden kann. Im Ergebnis kann dadurch erreicht werden, dass der Verschluss des Transferbehälters bereits vor dem vollständigen Stillstand des Transferbehälters oberhalb der Befüllvorrichtung geöffnet wird, so dass das Füllgut bereits unter Schwerkrafteinfluss nach unten rutscht, bevor der Transferbehälter zum vollständigen Stillstand in der Abgabestation gekommen ist. Durch diesen vorzeitigen Beginn der Verstellung des Verschlusses aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung kann Prozesszeit, die für die Übergabe des Füllguts aus dem Transferbehälter in die Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine erforderlich ist, eingespart werden, um auf diese Weise eine höhere Packleistung der Schlauchbeutelmaschine durch Erhöhung des Arbeitstakts zu realisieren.
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Im Hinblick auf eine weitere Steigerung der Packleistung ist es vorteilhaft, wenn das Transportvolumen der Transferbehälter, in welchen das Füllgut aufgenommen ist, einen Querschnitt aufweist, der sich von oben nach unten vergrößert. Ist der Transferbehälter beispielweise mit einem Verschluss ausgestattet, durch den eine Öffnung im Transferbehälter verschlossen wird, bewirkt das Öffnen dieses Verschlusses, dass das gesamte im Transportvolumen vorhandene Füllgut gleichzeitig vertikal nach unten rutscht. Die durch Haftreibung bewirkte Bremswirkung der Wandungen des Transferbehälters zum Transportvolumen entfällt weitgehend durch den sich nach unten erweiternden Querschnitt des Transportvolumens.
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Im Hinblick auf die Erhöhung der Packleistung der Schlauchbeutelmaschine ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Transportvolumens im Bereich des Verschlusses des Transferbehälters im Wesentlichen mit dem Querschnitt am Eintritt der Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine übereinstimmt. Da das Füllgut im Transportvolumen der Transferbehälter bereits vorformatiert ist, kann eine Formatierung des Füllguts am Eingang der Befüllvorrichtung, wie sie ansonsten mit entsprechenden Trichtern bewirkt werden muss, entfallen. Stattdessen rutscht das Füllgut aus dem Querschnitt des Transportvolumens im Transferbehälter im Wesentlichen kongruent in den darunterliegenden Querschnitt der Befüllvorrichtung. Um die Transfereinrichtung variabel auf verschiedene Transferaufgaben, beispielsweise beim Transfer unterschiedlicher Füllgüter, einstellen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Transportvolumens in den Transferbehältern veränderbar ist. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass die gleichen Transferbehälter zur Beschickung von Befüllvorrichtungen mit unterschiedlichem Querschnitt verwendet werden können. Um eine weitere Leistungssteigerung beim Befüllen der Schlauchbeutel zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn an den Transferbehältern und/oder an der Ausgabestation eine Ausstoßeinrichtung vorgesehen ist, mit der das Füllgut aus dem Transportvolumen des Transportbehälters ausgestoßen werden kann. Durch solch eine Ausstoßeinrichtung kann insbesondere auch eine Unterstützung der Schwerkraft beim Entleeren der Transferbehälter erreicht werden.
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In welcher Bauart die Ausstoßeinrichtung ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. So sind insbesondere auch mechanisch arbeitende Ausstoßeinrichtungen denkbar. Im Hinblick auf die Flexibilität der Ausstoßeinrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn diese in der Art einer Druckluftdüse ausgebildet ist. Durch die an der Druckluftdüse ausgestoßene Druckluft kann das Füllgut aus dem Transferbehälter herausgedrückt und in die Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine geblasen werden.
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Die Bauart der Befülleinrichtung, an der das Füllgut aus der Transfereinrichtung übergeben wird, ist ebenfalls grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Befülleinrichtung in der Art eines Formatrohrs ausgebildet, wobei der Folienschlauch zur Bildung der Schlauchbeutel an der Außenseite des Formatrohrs geführt wird.
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Als Dosiervorrichtungen zur Dosierung des Füllguts in die Transferbehälter der Transfereinrichtung sind verschiedenste Vorrichtungen denkbar. Bevorzugt kann die Dosiervorrichtung in der Art einer Waage oder einer Förderschnecke oder eines Zählwerks oder einer Volumendosiereinrichtung ausgebildet sein.
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Um der Transfersteuerung eine Steuerung des Übergabeprozesses in Abhängigkeit von der Position des Transferbehälters bzw. in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Transferbehälters zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine entsprechende Sensorik zur Messung der Position bzw. der Geschwindigkeit der Transferbehälter vorhanden ist. Mit dieser Sensorik können die Ist-Werte der Fördergeschwindigkeit bzw. der Position der Transferbehälter gemessen und an die Transfersteuerung übertragen werden.
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Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung ist eine Koordination der Bewegungsabläufe in der Transfereinrichtung mit den Bewegungsabläufen in der Schlauchbeutelmaschine von größter Bedeutung, da die Bewegungskinematik insbesondere bei hohen Taktzahlen hoch exakt aufeinander abgestimmt werden muss. Um dies in einfacher Weise zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Transfersteuerung eine Datenschnittstelle aufweist, mit der die Transfersteuerung Daten mit der Steuerung der Schlauchbeutelmaschine austauschen kann.
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Auf diese Weis ist eine Synchronisation zwischen Transfersteuerung und der Steuerung der Schlauchbeutelmaschine problemlos realisierbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass das Füllgut zumindest teilweise während der Transportbewegung des Transferbehälters in der Abgabestation in die Befüllvorrichtung der Schlauchbeutelmaschine übergeben wird. Ein vollständiger Stillstand der Transferbehälter bei Übergabe des Füllguts ist somit nicht mehr erforderlich, was eine erhebliche Leistungssteigerung bei der Übergabe des Füllguts ermöglicht. Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass der Verschluss eines Transferbehälters vor dem vollständigen Stillstand in der Abgabestation geöffnet wird, um den Übergabeprozess durch die Verstellung des Verschlusses aus seiner Schließstellung in die Öffnungsstellung bereits vor dem Stillstand der Transferbehälter zu beginnen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Transfereinrichtung zu Anordnung zwischen einer Dosiervorrichtung und einer Schlauchbeutelmaschine in seitlicher Ansicht;
- 2 die Transfereinrichtung gemäß 1 in Ansicht von oben;
- 3 eine zweite Ausführungsform einer Transfereinrichtung in Ansicht von oben;
- 4 eine dritte Ausführungsform einer Transfereinrichtung in Ansicht von oben;
- 5 einen Transferbehälter zur Verwendung in einer Transfereinrichtung gemäß 2 oder 3 mit in der Schließstellung befindlichem Verschluss im Querschnitt;
- 6 den Transferbehälter gemäß 5 mit in der Öffnungsstellung befindlichem Verschluss im Querschnitt;
- 7 den Transferbehälter gemäß 5 zu Beginn des Übergabeprozesses zur Übergabe eines Füllguts in die Befüllvorrichtung einer Schlauchbeutelmaschine im schematisierten Querschnitt;
- 8 den Transferbehälter gemäß 7 in einer zweiten Phase zur Übergabe des Füllguts in eine Befüllvorrichtung nach Öffnen des Verschlusses im Querschnitt;
- 9 den Transferbehälter gemäß 8 nach vollständigem Stillstand oberhalb der Befüllvorrichtung und vollständigem Öffnen des Verschlusses und vollständiger Entleerung im schematisierten Querschnitt.
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1 zeigt eine Schlauchbeutelmaschine 01 zur Herstellung von Schlauchbeuteln 02. Bei der Herstellung der Schlauchbeutel 02 wird zunächst eine Verpackungsfolie 03 um ein als Befüllvorrichtung 04 dienendes Formatrohr zu einem Schlauch geformt und längsgesiegelt. Der dadurch gebildete Folienschlauch 05 wird mittels Quersiegelbacken 06 quergesiegelt und dadurch am oberen bzw. unteren Ende verschlossen. Der am oberen Ende noch unverschlossene Schlauchbeutel 02 wird während des Befüllprozesses in der Schlauchbeutelmaschine 01 mit einem Füllgut durch die Befüllvorrichtung 04 befüllt, wozu das Füllgut durch den Innenquerschnitt des Formatrohrs von oben in den noch geöffneten Schlauchbeutel fällt.
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Der Schlauchbeutelmaschine 01 vorgeordnet ist eine Dosiervorrichtung 07, die in der dargestellten Ausführungsform in der Art einer Dosierschnecke 08 mit entsprechendem Antrieb ausgebildet ist. Durch geeigneten Antrieb der Dosierschnecke 08 kann ein vorgegebenes Füllvolumen des Füllguts aus einem Füllguttrichter 09 herausdosiert werden.
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Zwischen der Schlauchbeutelmaschine 01 und der Dosiervorrichtung 07 ist eine Transfereinrichtung 10 angeordnet. Die Transfereinrichtung 10 umfasst eine Eingabestation 11 und eine Abgabestation 12. In der Eingabestation 11 können Transferbehälter 13 aus der Dosiervorrichtung 07 mit der vordosierten Menge des Füllguts befüllt werden. Anschließend werden die Transferbehälter 13 entlang einer Transferstrecke 14 zur Abgabestation 12 transportiert. In der Abgabestation 12 erfolgt ein Entleeren der Transferbehälter 13, so dass die vordosierte Menge des Füllguts durch die Befüllvorrichtung 04 von oben in die geöffneten Schlauchbeutel fällt. Die Befüllung der Transferbehälter 13 in der Eingabestation 11 erfolgt dabei unabhängig von der Entleerung der Transferbehälter 13 in der Abgabestation, so dass eine Synchronität zwischen dem Dosierprozess in der Dosiervorrichtung 07 und dem Schlauchbeutelbefüllprozess in der Schlauchbeutelmaschine 01 nicht mehr erforderlich ist. Durch Variation der Fördergeschwindigkeit der Transferbehälter 13 entlang der Transferstrecke 14 können Synchronitätsabweichungen zwischen den beiden Prozessen problemlos ausgeglichen werden.
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2 zeigt die Transfereinrichtung 10 mit der Eingabestation 11 und der Abgabestation 12 in schematisierter Ansicht von oben. Wie aus 2 ersichtlich, werden die Transferbehälter 13 nach der Entleerung in der Abgabestation 12 entlang einer Rücktransferstrecke 15 zurück zur Eingabestation 11 transportiert, so dass sie dort erneut mit einer vordosierten Menge des Füllguts befüllt werden können. Um auch größere Synchronitätsverschiebungen zwischen der Befüllung der Transferbehälter in der Eingabestation 11 und der Entleerung der Transferbehälter 13 in der Abgabestation 12 ausgleichen zu können, enthält die Transferstrecke 14 außerdem einen Puffer 16, in dem mehrere Transferbehälter 13 zwischengespeichert werden können. Zur Befüllung bzw. zur Entnahme der Transferbehälter 13 im Puffer 16 dienen Weichenelemente 17.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform 18 einer Transfereinrichtung. Der grundsätzliche Aufbau der Transfereinrichtung 18 entspricht dem Aufbau der Transfereinrichtung 10, wobei die Transfereinrichtung 18 eine zusätzliche Eingabestation 19 umfasst. An der zusätzlichen Eingabestation 19 können die Transferbehälter 13 unter Verwendung einer weiteren Dosiervorrichtung wiederum mit vordosierten Füllmengen eines Füllguts befüllt werden. Dabei ist es denkbar, dass in den Eingabestationen 11 und 19 jeweils unterschiedliche Transferbehälter mit Füllgut befüllt werden, um auf diese Weise die erforderliche Dosierkapazität durch Verwendung zweier Dosiervorrichtungen zu erhöhen. Alternativ dazu können die Transferbehälter 13 in den Eingabestationen 11 und 19 auch jeweils mit unterschiedlichen Füllgütern befüllt werden, so dass jeder Transferbehälter nach Verlassen der Eingabestation 19 eine vordosierte Mischung von Füllgütern enthält.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform 20 einer Transfereinrichtung. Die Transfereinrichtung 20 unterscheidet sich von der Transfereinrichtung 18 durch den zusätzlichen Einsatz einer weiteren Abgabestation 21. Im Ergebnis können also mittels der Transfereinrichtung 20 die Transferbehälter 13 zum einen in den Eingabestationen 11 und 19 unter Verwendung unterschiedlicher Dosiervorrichtungen mit Füllgut befüllt werden und die Füllgüter aus den Transferbehältern 13 dann an den Abgabestationen 12 und 21 an zwei verschiedene Schlauchbeutelmaschinen abgegeben werden. Soweit die Transfereinrichtungen weitere Eingabestationen bzw. Abgabestationen umfassen, können komplexe Transfersysteme, gebildet aus einer Vielzahl von Dosiervorrichtungen und einer Vielzahl von Schlauchbeutelmaschinen, realisiert werden.
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5 zeigt den Transferbehälter 13 zur Verwendung in den Transfereinrichtungen 10, 18 und 20 im Querschnitt. Der Boden des Transferbehälters 13 wird von einem Verschluss 22 gebildet, der schwenkbar am Transferbehälter 13 gelagert ist und mit einer in 5 nicht dargestellten Antriebseinrichtung zwischen der in 5 dargestellten Schließstellung und der in 6 dargestellten Öffnungsstellung motorisch verstellt werden kann. In 5 befindet sich der Verschluss 22 in seiner Schließstellung, so dass das Füllgut 23 im Transportvolumen 24 des Transferbehälters 13 transportiert werden kann.
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6 zeigt den Transferbehälter 13 mit geöffnetem Verschluss 22. Durch Öffnen des Verschlusses 22 fällt das Füllgut 23 unter Schwerkrafteinfluss nach unten durch die Öffnung 25 des Transferbehälters 13. Das Transportvolumen 24 weist dabei einen sich nach untenhin erweiternden Querschnitt auf, so dass die Fallbewegung des Füllguts 23 nach Öffnen des Verschlusses 22 durch die Reibung an den Innenwandungen des Transferbehälters 13 nicht behindert wird.
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Die Funktion der Transfereinrichtungen 10, 18 und 20 bei Übergabe des Füllguts 23 an die Befüllvorrichtung 04 der Schlauchbeutelmaschine 01 soll nachfolgend anhand der Skizzen in 7, 8 und 9 näher erläutert werden.
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In 7 ist die Annäherung des Transferbehälters 13 mit einer Fördergeschwindigkeit V1 an die Übergabeposition in der Abgabestation 12 bzw. 21 oberhalb der Befüllvorrichtung 04 der Schlauchbeutelmaschine 01 gezeigt. Der Verschluss 22 ist noch in seiner Schließstellung und der Transferbehälter 13 somit vollständig geschlossen.
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In der in 8 dargestellten Position des Transferbehälters 13 hat sich dieser bereits sehr nahe an die Übergabeposition oberhalb der Befüllvorrichtung 04 angenähert. Nach Erreichen einer bestimmten Position vor der Übergabeposition, jedoch vor dem vollständigen Stillstand in der Übergabeposition wird, wie in 8 schematisiert dargestellt, der Verschluss 22 bereits geöffnet und der Übergabeprozess somit bereits vor dem vollständigen Stillstand begonnen. Dies bedeutet mit anderen Worten, obwohl sich der Transferbehälter 13 noch mit einer Fördergeschwindigkeit V2 in Richtung auf die Übergabeposition oberhalb der Befüllvorrichtung 04 bewegt, beginnt bereits der Übergabeprozess durch Öffnen des Verschlusses 22, so dass das Füllgut 23 in einer überlagerten Horizontal- und Vertikalbewegung in Richtung des Öffnungsquerschnitts der Befüllvorrichtung 04 fällt.
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9 zeigt den Transferbehälter 13 nach Erreichen der Übergabeposition oberhalb der Befüllvorrichtung 04. In dieser Position hat der Transferbehälter 13 keine Horizontalgeschwindigkeit mehr, sondern ist vollständig zum Stillstand gekommen. Durch das vollständige Öffnen des Verschlusses 22 wurde das Füllgut 23 vollständig aus dem Transferbehälter 13 entleert und in die Befüllvorrichtung 04 übergeben. Sobald der Transferbehälter, wie in 9 schematisiert dargestellt, vollständig entleert ist, wird der Verschluss 22 durch die entsprechende Antriebseinrichtung wieder nach oben geschwenkt und der Transferbehälter dadurch geschlossen. Gleichzeitig wird der Transferbehälter 13 wieder in Bewegung gesetzt und in Richtung der Eingabestationen 11 bzw. 19 transportiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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