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Vorrichtung zum Regeln der Vorspannung des Hüllstoffs in Verpackungsmaschinen
Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Regeln der Vorspannung des Hüllstoffes
in Verpackungsmaschinen, bei denen der Hüllstoff, z. B.
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Papier, Kunststoffolie oder anderes Verpackungsmaterial, von einer
Vorratsrolle abgenommen und einer Verarbeitungsstelle zugeführt wird, wobei an einem
federbelasteten Pendelarm angeordnete Ausgleichsrollen zwischen der Vorratsrolle
und der Verarbeitungsstelle vorgesehen sind.
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Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Hüllstoffzufuhr
für intermittierend arbeitende Verpackungsmaschinen, bei denen aus der Hüllstoffbahn
mit Hilfe einer Formschulter ein Schlauch gebildet wird. Bei solchen Verpackungsmaschinen
ist die Hüll stoffrolle meist frei drehbar gelagert; sie wird zu Beginn und während
eines jeden Arbeitstaktes beschleunigt, und zwar um so mehr, je schneller die Verpackungsmaschine
arbeitet.
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Dies bedingt, daß die Hüllstoffrolle am Ende eines jeden Arbeitstaktes
verzögert werden muß. Die hierzu auf die Hüllstoffrolle einwirkende Bremskraft muß
um so größer sein, je größer die Beschleunigung zu Beginn und während des Arbeitstaktes
war; sie wächst also mit dem Arbeitstempo der Verpackungsmaschine.
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Die in der Hüllstoffbahn auftretenden Zugspannungen sind zu Beginn
eines jeden Arbeitstaktes am größten, weil zu diesem Zeitpunkt die Hüllstoffbahn
- aus dem Zustand der Ruhe - gegen die Summe aller Reibungswiderstände und Massenkräfte
in eine schnelle Bewegung versetzt werden muß. Dies hat zur Folge, daß auf modernen,
schnell arbeitenden Verpackungsmaschinen mit den bekannten Hüllstoffzuführungen
billigeres - d. h. weniger reißfestes -Verpackungsmaterial überhaupt nicht mehr
verarbeitet werden kann, weil das Material oberhalb der Abzugswerkzeuge durchreißt,
da die Zugspannungen zu groß werden.
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Zuführungsvorrichtungen für Papierbahnen zu einer Verarbeitungsstelle,
bei denen ein Antriebsmotor für die Vorratsrolle in Abhängigkeit von der Stellung
einer Ausgleichsrolle geregelt wird, sind auf anderen technischen Gebieten als der
Verpackungsindustrie bekannt.
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Es ist auch bereits eine Verpackungsmaschine bekannt, bei der eine
Papierbahn auf dem Wege von der Vorratsrolle zur Verpackungsstelle um eine Umlenkrolle
geführt wird, die an einem Pendelarm befestigt ist. An diesem Pendelarm greift eine
Feder an, die bewirkt, daß die Papierbahn federnd unter einer bestimmten Spannung
gehalten wird. Bei dieser bekannten Maschine ist jedoch die durch den Pendel-
arm
bewirkte Vorspannung der Papierbahn in ihrer Größe nur durch Auswechslung der den
Pendelarm belastenden Feder möglich.
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Auch ist bereits eine Vorrichtung zum Abwickeln von bandförmigem
Material von einer Vorratsrolle und zum Zuführen desselben zu einer Verarbeitungsmaschine
bekannt, bei der am Ende eines mit einer hydraulischen Dämpfvorrichtung versehenen
Pendelarmes ein federbelasteter Doppelarm mit mehreren Umlenkrollen für das bandförmige
Material angeordnet ist, das über weitere, maschinenfeste Umienkrollen zickzackförmig
geführt wird. Die von dieser Vorrichtung erzeugte Vorspannung im Band ist konstant
und vom Eigengewicht der schwenkbaren Teile abhängig.
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Desgleichen ist bereits eine Zufuhr- und Spannvorrichtung für bandförmiges
Material bekannt, bei der das bandförmige Materialum eine zwischen zwei Pendelarmen
gelagerte Umlenkrolle geführt wird. Die Umlenkrolle übt auf das bandförmige Material
eine Vorspannung aus, deren Größe vom Eigengewicht der schwenkbaren Anordnung und
einem an den Pendelarmen angreifenden Gewicht abhängt. Eine Anderung der Größe der
Vorspannung ist nur durch Auswechslung des Gewichtes möglich.
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Schließlich ist auch eine Einrichtung zur Steuerung von elektrisch
betriebenen Aufwickelvorrichtungen bekannt, bei der eine Papierbahn um eine an einem
Pendelarm gelagerte Umlenkrolle geführt wird, wobei am Pendelarm ein Gewicht gelagert
ist, das zur Veränderung der von der Umlenkrolle auf die Papierbahn ausgeübten Spannung
bei stillstehender Einrichtung in Längsrichtung des Pendelarmes stufenlos verschieblich
ist.
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Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, gegenüber den
bekannten Vorrichtungen eine
konstruktiv einfache und kompakte Vorrichtung
in Verpackungsmaschinen zu schaffen, mit der die Vorspannung der Hüllstoffbahn stufenlos
regelbar ist.
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Bei Verpackungsmaschinen ist die Einfachheit und Kompaktheit der Vorrichtung
besonders wichtig, weil derartige Maschinen möglichst wenig offen liegende, bewegte
Teile aufweisen sollen, um die Maschine einerseits leicht und gefahrlos zugänglich
und übersichtlich bei der Bedienung und Reinigung zu machen, und andererseits den
Verpackungsvorgang möglichst hygienisch vollziehen zu können. Vorrichtungen, wie
sie durch den Stand der Technik bekannt sind, mit ihren zahllosen Hebeln, Achsen,
Federn usw., erfüllen diese Bedingungen nicht und haben viele unzugängliche Stellen,
an denen sich unhygienische Bestandteile anlagern können. Zugleich soll die Erfindung
die Möglichkeit schaffen, die Vorspannung der Hüllstoffbahn bei laufender Verpackungsmaschine
stufenlos fein einzustellen. Für die allgemein erstrebte Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit
von Verpackungsmaschinen ist die Feineinstellbarkeit dieser Vorspannung von eminenter
Bedeutung, wenn vermieden werden soll, daß die Hüllstoffbahn zerreißt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird an der eingangs genannten Vorrichtung
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Pendelarm an einem um eine Welle drehbaren
Rohrstück befestigt und in dem Hohlraum zwischen der Welle und dem Rohrstück eine
Schraubenfeder angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende an der Welle und mit ihrem
anderen Ende an einem auf der Welle frei drehbar gelagerten Ritzel befestigt ist,
welches mit einer am Rohr befestigten Schnecke kämmt, so daß durch Betätigung eines
Stellrades an der Schnecke die Spannung der Feder veränderbar ist.
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Die Erfindung wird an einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel
erläutert; die in der weiteren Beschreibung dargestellte elektrische Steuerung des
Antriebs der Hüllstoffvorratsrolle ist nicht Gegenstand des Schutzbegehrens.
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F i g. 1 zeigt schematisch eine Ansicht von Teilen einer Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1.
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Eine Verpackungsmaterialvorratsrolle 1 ist mit Hilfe von konischen
Zentrierzapfen 2 drehbar gelagert; sie wird über ein Getriebe 4, 5, 6 von einem
Gleichstrommotor 7 angetrieben. Die von der Rolle 1 ablaufende Hüllstoffbahn 8 ist
um eine Mehrzahl von Ausgleichsrollen9 und 10 herumgeführt; die Ausgleichsrollen9
sind maschinenfest angeordnet, wogegen die Ausgleichsrollen 10 auf Pendelarmen 11
angeordnet sind. Die Pendel arme 11 sind an den Enden eines Rohrstückes 12 befestigt,
das um eine feststehende Welle 13 drehbar gelagert ist. In einem Zwischenraum zwischen
dem Rohr 12 und der Welle 13 ist eine Schraubenfeder 14 untergebracht, die mit ihrem
einen Ende 1S an einem Flansch 16 der Welle 13 befestigt ist. Das andere Ende 17
der Schraubenfeder 14 ist in einem Ritzel 18 befestigt, das in einer Erweiterung
19 des Rohres 12 frei drehbar auf der Welle 13 gelagert ist. Das Ritzel 18 kämmt
mit einer in der Erweiterung 19 angeordneten Schnecke 20, die mit einem Stellrad
21 versehen ist.
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Eine Verlängerung 22 der Welle 13 ragt in ein Gehäuse 23 hinein,
in dem eine Kollektor-Widerstands-Kombination untergebracht ist. Auf der Welle 22
ist ein feststehender Kollektorring 24 angeordnet. Die einzelnen Lamellen 25 des
Kollektorrings 24 sind mit
einer Reihe hintereinandergeschalteter Widerstände 26
verbunden. Eine mit dem Kollektorring 24 zusammenwirkende Bürste 27 ist am einen
Ende eines Schwenkarms 28 befestigt, der mit seinem anderen Ende in einem Flansch
29 des Rohres 12 befestigt ist.
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In F i g. 1 ist die eigentliche Verpackungsmaschine mit ihrem Füllrohr
40, dem Formschuh 41, der Längssiegelbacke 42 und den Querverschlußwerkzeugen 43
sowie einem soeben fertiggestellten Schlauchbeutel 44 nur schematisch dargestellt.
Die Querverschlußwerkzeuge 43 führen in bekannter Weise eine Abwärtsbewegung durch,
wenn sie geschlossen sind; sie führen eine Aufwärtsbewegung durch, wenn sie geöffnet
sind, so wie dies durch die Pfeile der F i g. 1 angedeutet ist.
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Die Arbeitsweise der Hüllstoffzuführung gemäß der Erfindung wird
nachstehend beschrieben: Hierzu sei angenommen, die Verpackungsmaschine und die
Hüllstoffzuführungsvorrichtung befinden sich in dem in F i g. 1 gezeigten Zustand.
Die Querverschlußwerkzeuge 43 haben sich über dem gefüllten Beutel 44 geschlossen
und beginnen ihre Abwärtsbewegung und sobald sich der Hüllstoffschlauch nach unten
bewegt, d. h. also eine weitere Länge der Hüllstoffbahn 8 der Verpackungsstelle
zugeführt werden soll, zieht die Hüllstoffbahn 8 die Pendelarme 11 nach oben, so
daß diese eine Schwenkbewegung ausführen. Dabei dreht sich das unter der Wirkung
der Federl4 stehende Rohrstück 12 um die feststehende Welle 13. Infolgedessen wird
der am Flansch 29 des Rohrstückes 12 befestigte Schwenkarm 28 ebenfalls verschwenkt.
Dabei gleitet die Bürste 27 über den Kollektorring 24, so daß sie schrittweise und
je nach Größe der Schwenkbewegung mit den einzelnen Lamellen 25 des Kollektorrings
Kontakt bekommt. Dabei werden, ebenso schrittweise, mehr und mehr Einzelwiderstände
der Widerstandskombination 26 zugeschaltet, so daß der Gleichstrommotor 7 von Schaltstufe
zu Schaltstufe schneller umläuft, derart, daß immer mindestens so viel Hüllstoff
in die Rollenkombination 9, 10 und von dort aus an die eigentliche Verpackungsstelle
geliefert wird, wie die Verpackungsmaschine braucht. Wenn die Pendelarme 11 schnell
und heftig nach oben ausschwingen, wird vergleichsweise viel Hüllstoff zugeführt,
während bei einer weniger großen Schwenkbewegung der Pendelarme 11 die Hüllstoffzufuhr
auch weniger groß ist.
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Sobald die Abzugsbewegung der Querverschlußwerkzeuge 43 sich verlangsamt
oder ganz aufhört, weil die Querverschlußwerkzeuge geöffnet worden sind, bewegen
sich die Pendelarme 11 durch ihr eigenes Gewicht und unter der Einwirkung der Feder
14 nach unten. Zwar wird in dieser Phase des Arbeitsablaufs noch Hüllstoff von der
Rolle 8 in die Rollenkombination 9, 10 eingeleitet, obschon an der Verpackungsstelle
selbst kein Material mehr gebraucht wird. Jedoch wird die Umlaufgeschwindigkeit
des die Vorratsrolle 1 antreibenden Motors stufenweise kleiner, und es ist durchaus
von Vorteil, wenn ein Teil der beim nächsten Arbeitstakt benötigten Hüllstofflänge
auf diese Weise in der Rollenkombination 9, 10 gespeichert wird. Zeitlich parallel
zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Querverschlußwerkzeuge 43 stellt sich somit
eine Art Schwingungszustand ein, bei dem - während die Querverschlußwerkzeuge 43
sich nach unten bewegen - die Pendelarme 11 nach oben schwingen und in rascher Folge
den Antriebsmotor 7 für die Vorratsrolle 1 auf höhere Geschwindigkeiten