DE102020134190A1

DE102020134190A1 - Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine

Info

Publication number: DE102020134190A1
Application number: DE102020134190.3A
Authority: DE
Inventors: Ingo Hamel
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-06-23
Also published as: WO2022128371A1; EP4263360A1; US20240034501A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine (01) mit zumindest einem Schwingungssensor (15, 18, 19) sowie eine Schwingungsauswertevorrichtung (16), wobei mit dem Schwingungssensor (15, 18, 19) Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden können, und wobei mit der Schwingungsauswertevorrichtung (16) die Messsignale des Schwingungssensors (15, 18, 19) ausgewertet werden können, wobei
a) während des Betriebs der Schlauchbeutelmaschine (01) vom Füllgut erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale mit dem Schwingungssensor (15, 18, 19) am Formatrohr (06) gemessen werden,
b) die Messsignale des Schwingungssensors (15, 18, 19) durch die Schwingungsauswertevorrichtung (16) ausgewertet werden,
c) abhängig vom Auswerteergebnisse ein Funktionssignal ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2010 028 697 A1 ist eine Schlauchbeutelmaschine bekannt, die zur Verpackung von schüttbaren Gütern geeignet ist. Oberhalb der eigentlichen Schlauchbeutelmaschine ist eine Dosiervorrichtung mit Schneckendosierung vorgesehen, mit der das schüttbare Gut in dosierter Form für die einzelnen Verpackungen zuführbar ist. An der Dosiervorrichtung ist ein Schwingungssensor angeordnet, um durch geeignete Auswertung der Schallsignale am Trichter der Dosiervorrichtung den ordnungsgemäßen Betrieb der Dosiervorrichtung zu überwachen. Sobald ein Fremdteil, insbesondere ein Metallteil, in die Dosiervorrichtung fällt, werden dadurch entsprechende Geräusche und Schallsignale ausgelöst, die mit dem Schwingungssensor erfasst und durch geeignete Signalauswertung detektiert werden können. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass mit dem Schwingungssensor eine Schadensüberwachung ermöglicht wird, um die Zuführung von Fremdteilen, insbesondere Metallteile, zu verhindern.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine mit Schwingungssensor und geeigneter Schwingungsauswertevorrichtung vorzuschlagen, mit der der eigentliche Verpackungsprozess verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Zuführung des Füllguts in die einzelnen Schlauchbeutel, bevor diese durch Querschweißen der Schlauchfolie verschlossen werden, dienen bei bekannten Schlauchbeutelmaschinen sogenannte Formatrohre. Auf der Außenseite des Formatrohrs wird der Folienschlauch geführt, der aus der Folienbahn mithilfe einer Formschulter gebildet wurde. Im Inneren des Formatrohrs wird das Füllgut von oben zugeführt und fällt in die noch geöffneten Schlauchbeutel bevor diese durch Querschweißen der Folienbahn verschlossen werden. Mit immer höher werdenden Taktfrequenzen bei der Herstellung der Schlauchbeutel erhöht sich auch der Takt, mit der das Füllgut durch das Formatrohr in die Schlauchbeutel zugeführt werden muss. Durch die immer höher werdenden Taktgeschwindigkeiten ergibt sich hier eine zunehmende Anzahl von Störungsquellen, durch die der Betrieb der Schlauchbeutelmaschine gestört werden kann. Verblockt beispielsweise das Füllgut im Formatrohr werden die Schlauchbeutel nicht mehr mit der gewünschten Menge des Füllguts befüllt und stellen somit Ausschussware dar. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine vorzuschlagen, mit dem die oben beschriebenen Nachteile des vorbekannten Stands der Technik vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Kerngedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass während des Betriebs der Schlauchbeutelmaschine die vom Füllgut erzeugten Luft- und/oder Körperschallsignale mit einem Schwingungssensor am Formatrohr gemessen werden. Denn die vom Füllgut im Formatrohr erzeugten Körperschallsignale geben signifikanten Aufschluss über den Prozesszustand des Verpackungsprozesses und können insbesondere bekannte Störquellen frühzeitig identifizieren. Die mit dem Schwingungssensor am Format gemessenen Messsignale werden anschließend mit einer Schwingungsauswertevorrichtung ausgewertet und abhängig vom Auswerteergebnis ein Funktionssignal ausgegeben. Bei diesem Funktionssignal kann es sich beispielsweise um ein Stoppsignal handeln, mit dem die Schlauchbeutelmaschine, beispielsweise bei Verblockung des Füllguts im Formatrohr, gestoppt wird. Insbesondere kann durch die erfindungsgemäße Messung der Luft- und/oder Körperschallsignale am Formatrohr dahingehend überwacht und kontrolliert werden, dass das Vorbeistreifen bzw. Auftreffen des Füllguts im Formatrohr bzw. am unteren Ende des Formatrohrs signifikante Geräuschmuster erzeugt, die den Verpackungsprozess signifikant charakterisieren. Dadurch ergeben sich Möglichkeiten zur Störungserkennung und zur Selbstoptimierung der Schlauchbeutelmaschine.
An welcher Stelle des Formatrohrs die Schallsignale mit dem Schwingungssensor erfasst werden, ist grundsätzlich beliebig. In einer ersten bevorzugten Verfahrensvariante ist es vorgesehen, dass der Schwingungssensor am oberen Ende des Formatrohrs unterhalb eines Vorformatierungsbehälters oder Trichters angeordnet ist. Auf diese Weise kann mit dem Schwingungssensor das vom Füllgut im Vorformatierungsbehälter oder Trichter erzeugte Schallsignalmuster gemessen und auf diese Weise überwacht werden. Alternativ bzw. additiv zur ersten Verfahrensvariante kann der Schwingungssensor auch zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Formatrohrs angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit dem Schwingungssensor das vom Füllgut beim Durchqueren des Formatrohrs erzeugte Schallsignalmuster durch die Berührung des Füllguts an der Innenseite des Formatrohrs gemessen und ausgewertet werden. Diese Art der Messung ist insbesondere geeignet Verblockungen im Formatrohr zu erkennen und geeignet zu reagieren. Additiv bzw. alternativ zu den ersten beiden Verfahrensvarianten kann der Schwingungssensor am unteren Ende des Formatrohrs oberhalb einer Quersiegeleinheit angeordnet werden. Mit dem entsprechenden Schwingungssensor kann dann das vom Füllgut beim Auftreffen auf die Siegelbacken erzeugte Schallsignalmuster gemessen und ausgewertet werden. Dadurch ist es insbesondere möglich zu erkennen, wenn kein Füllgut oder viel zu wenig Füllgut zugeführt wurde und auf diese Weise nur ein schwaches Schallsignalmuster beim Aufprall auf die Siegelbacken erzeugt wird. Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch dann, wenn bei dem entsprechenden Verpackungsprozess eine Vorformatierung mittels einer Vorformatierungsklappe erfolgt. Bei diesen Verpackungsprozessen wird das Füllgut zunächst mit einer geeigneten Messvorrichtung, beispielsweise einer Waage, ausgemessen und dann durch Abwurf auf eine zunächst noch geschlossene Vorformatierungsklappe für den weiteren Verpackungsprozess vorbereitet. Beim nächsten Arbeitstakt wird dann die Vorformatierungsklappe geöffnet und die ausgemessene Menge des Füllguts nach unten in den geöffneten Schlauchbeutel eingefüllt. Durch Messung der Schallsignalmuster im Bereich der Vorformatierungsklappe können die beim Aufprall des Füllguts auf der Vorformatierungsklappe erzeugten Schallsignalmuster detektiert und überwacht werden. Welche Art von Funktionssignal abhängig vom Auswerteergebnis bei der Auswertung der Messsignale des Schwingungssensors ausgegeben werden, ist grundsätzlich beliebig. Wie bereits oben geschildert kann beispielsweise die gesamte Schlauchbeutelmaschine gestoppt werden, sobald mittels der Auswertung der Schallsignale eine Störung in der Schlauchbeutelmaschine erkannt wird. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante ist es vorgesehen, dass abhängig vom Auswerteergebnis ein Funktionssignal ausgegeben wird, mit dem der Abwurfimpuls einer Waage, mit der das Füllgut oberhalb der Vorformatierungsklappe ausgewogen wird, mit dem Öffnungsimpuls der Vorformatierungsklappe synchronisiert wird. Durch die Synchronisierung zwischen Vorformatierungsklappe und dem Abwurfimpuls der Waage können unerwünschte Störereignisse durch Signal Fading zwischen dem Abwurfimpuls und der Waage und der Vorformatierungsklappe eliminiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert.
Es zeigt:

1 eine schematisiert dargestellte Schlauchbeutelmaschine bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Querschnitt.

1 zeigt eine schematisiert dargestellte Schlauchbeutelmaschine 01, wobei in 1 nur die Teile der Schlauchbeutelmaschine 01 dargestellt sind, die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Von einer Vorratsrolle 02 wird eine Folienbahn 03 abgewickelt und anschließend an einer Formschulter 04 zu einem Folienschlauch 05 geformt. Der Folienschlauch 05 gleitet an der Außenseite eines Formatrohrs 06, angetrieben von einem Folienabzug 07, nach unten, wobei der Folienschlauch 05 mittels einer in 1 nicht dargestellten Längssiegeleinrichtung parallel zu seiner Transportrichtung längsgesiegelt wird.
Unterhalb des Formatrohrs 06 befindet sich eine Quersiegeleinrichtung 08 mit zwei Querbacken 09 zur Erzeugung von Quernähten, durch die der Folienschlauch 05 in einzelne Schlauchbeutel 10 querverschweißt wird. In die Querbacken 09 ist eine Trenneinrichtung 11 integriert, mit der die einzelnen Schlauchbeutel 10 nach dem Querverschweißen voneinander getrennt werden können.
Das Füllgut 12, zur Befüllung der Schlauchbeutel 10, wird mit einer Messeinrichtung, beispielsweise einer Waage 13, so ausgemessen, dass jeweils die für einen Schlauchbeutel 10 vorgesehene Füllmenge erreicht wird. Das ausgemessene Füllgut fällt durch einen Öffnungsimpuls in der Waage 13 in den darunterliegenden Trichter 14. Durch den Trichter 14 wird das Füllgut auf den Durchmesser des Formatrohrs 06 zusammengeführt. Am oberen Ende des Formatrohrs 06 und unterhalb des Trichters 14 befindet sich ein erster Schwingungssensor 15, mit dem die Luft- und/oder Körperschallsignale beim Durchlaufen des Füllguts durch den Trichter 14 erfasst werden können. Die entsprechenden Messsignale werden über ein Kabel an eine Schwingungsauswertevorrichtung 16 weitergeleitet, so dass die Messsignale ausgewertet und Störungen im Bereich des Trichters 14 detektiert werden können. Beispielsweise durch geeigneten Vergleich der Schwingsignalmuster mit vorgespeichertem Sollmustern können durch die Schwingungsauswertevorrichtung 16 Störungen identifiziert und dann abhängig davon beispielsweise ein Maschinenstopp initiiert werden.
Nachdem das Füllgut 12 den Trichter 14 durchlaufen hat, fällt es durch das Formatrohr weiter nach unten und prallt auf eine zunächst noch geschlossene Vorformatierungsklappe 17. Durch die geschlossene Vorformatierungsklappe 17 wird das Füllgut 12 zunächst zurückgehalten, bis der darunterliegende Schlauchbeutel weitertransportiert und durch Quersiegeln mittels der Quersiegeleinrichtung 08 verschlossen ist, so dass der nächste Schlauchbeutel befüllt werden kann. Die beim Aufprall des Füllguts 12 auf die Oberseite der Vorformatierungsklappe 17 entstehenden Luft- und Körperschallsignale können mit einem Schwingungssensor 18 gemessen werden. Die Messsignale des Schwingungssensors 18 sind ebenfalls in der Schwingungsauswertevorrichtung 16 ausgewertet und abhängig vom Messergebnis geeignete Funktionssignale ausgegeben.
Dabei kann insbesondere der Abwurfimpuls der Waage 13 mit der Bewegungssteuerung der Vorformatierungsklappe 17 durch geeignete Auswertung der vom Schwingungssensor 18 erfassten Schallsignale synchronisiert werden.
Sobald die Vorformatierungsklappe 17 nach Weitertransport des darunterliegenden Schlauchbeutels geöffnet wird, fällt das Füllgut auf die noch geschlossenen Quersiegelbacken 09 der Quersiegeleinrichtung 08. Die dabei entstehenden Luft- und/oder Körperschallsignale können mit einem Schwingungssensor 19 erfasst und mittels der Schwingungsauswertevorrichtung 16 ausgewertet werden. Dadurch kann insbesondere festgestellt werden, wenn kein Füllgut nach unten gefallen ist, wobei beispielsweise im Formatrohr 06 eine unerwünschte Störung durch Verblockung des Füllguts 12 aufgetreten ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010028697 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Schlauchbeutelmaschine (01) mit einer von einer Vorratsrolle (02) abwickelbaren Folienbahn (03), einer Formschulter (04) zum Umformen der Folienbahn (03) zu einem Folienschlauch (05), einem gegen den Folienschlauch (05) wirkenden Folienabzug (07) zum Weiterbewegen des Folienschlauches (05), einem vertikal ausgerichteten Formatrohr (06) zum Aufnehmen und Befüllen des Folienschlauches (05) mit einem Füllgut (12), einer Längssiegeleinrichtung zum Verschweißen des Folienschlauches (05) parallel zu seiner Transportrichtung mittels einer Längsnaht, einer Quersiegeleinrichtung (08) mit gegeneinander bewegbaren, den Folienschlauch (05) quer zur Transportrichtung verschweißenden Querbacken (09) zum Erzeugen von Quernähten, einer Trenneinrichtung (11) zum Abtrennen fertiggestellter Schlauchbeutel (10) vom Folienschlauch (05), und mit zumindest einem Schwingungssensor (15, 18, 19) sowie eine Schwingungsauswertevorrichtung (16), wobei mit dem Schwingungssensor (15, 18, 19) Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden können, und wobei mit der Schwingungsauswertevorrichtung (16) die Messsignale des Schwingungssensors (15, 18, 19) ausgewertet werden können, dadurch gekennzeichnet, dass a) während des Betriebs der Schlauchbeutelmaschine (01) vom Füllgut erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale mit dem Schwingungssensor (15, 18, 19) am Formatrohr (06) gemessen werden, b) die Messsignale des Schwingungssensors (15, 18, 19) durch die Schwingungsauswertevorrichtung (16) ausgewertet werden, c) abhängig vom Auswerteergebnisse ein Funktionssignal ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (15) am oberen Ende des Formatrohrs (06) unterhalb eines Vorformatierungsbehälters oder Trichters (14) angeordnet ist, wobei mit dem Schwingungssensor (15) vom Füllgut im Vorformatierungsbehälter oder Trichter (14) erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (18) zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Formatrohrs (06) angeordnet ist, wobei mit dem Schwingungssensor vom Füllgut (06) beim Durchqueren des Formatrohrs (06) erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (19) am unteren Ende des Formatrohrs (06) oberhalb einer Quersiegeleinheit (08) angeordnet ist, wobei mit dem Schwingungssensor (19) vom Füllgut beim Auftreffen auf die Quersiegelbacken (09) erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (18) im Bereich einer Vorformatierungsklappe (17) angeordnet ist, wobei mit dem Schwingungssensor (18) die vom Füllgut beim Auftreffen auf eine Vorformatierungsklappe (17) erzeugte Luft- und/oder Körperschallsignale gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Auswerteergebnisse ein Funktionssignal ausgegeben wird, mit dem der Abwurfimpuls einer Waage (13), mit der das Füllgut (12) oberhalb der Vorformatierungsklappe (17) ausgewogen wird, mit dem Öffnungsimpuls der Vorformatierungsklappe (17) synchronisiert wird.