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Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schweißen von Beuteln
aus thermoplastischer Kunststoff-Halbschlauchfolie oder vorher in Längsrichtung
gefalteter Folie, bei der die Folie intermittierend in Längen entsprechend der gewünschten
Beutelbreite mittels eines Zuteiler-Walzenpaares der Schweißeinrichtung, die gleichzeitig
die Folie abtrennt und an den entsprechenden Trennkanten verschweißt, zugeführt
und in Transportrichtung der Folie hinter der Schweißeinrichtung von einer Abzieh-
und Auswerfereinrichtung für die Beutel erfaßt wird. Die bekannten Beutelschweißmaschinen
dieser Art haben den Nachteil, daß in der Folien-Zuteilereinrichtung und der Abzieh-
und Auswerfereinrichtung für die geschweißten Beutel ein erhebliches Bewegungsspiel
vorgesehen sein muß, um einen leichtgängigen glatten Arbeitsablauf zu gewährleisten.
Dieses Bewegungsspiel hat aber zur Folge, daß die in Transportrichtung der Folie
vor den Zuteilerwalzen angeordneten Spann- und Glättvorrichtungen beim Anhalten
der Walzen einen nicht reproduzierbaren Teil der zugeführten Folienlänge wieder
zurückziehen, da sich die Walzen auf Grund ihres Bewegungsspiels und des Bewegungsspiels
ihrer Einrichtung etwas nach rückwärts drehen lassen. Ähnlich verhält es sich auch
mit dem Bewegungsspiel und dem Spiel in der Antriebseinrichtung der Abzieh- und
Auswerfereinrichtung. Insgesamt ergeben sich dann erhebliche Unterschiede in der
Breite der hergestellten Beutel, die in der Praxis bis zu 2 bis 3 cm ausmachen können.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beutelschweißmaschine
zu schaffen, bei der die Breitenunterschiede der hergestellten Beutel für die Praxis
unmerklich klein werden. Die Breitenunterschiede der hergestellten Kunststoffbeutel
sollen jedenfalls so gering sein, daß sich derartige Beutelverpackungen ohne Schwierigkeiten
in Verpackungsautomaten oder sonstigen maschinellen Einrichtungen einsetzen lassen.
Dies alles soll mit einem Mindestmaß an apparativem Aufwand und unter Gewährleistung
voller Betriebssicherheit der Maschine ermöglicht werden.
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Die gestellte Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß
die Zuteilerwalzen mit einer Rücklaufsperre und die Abzieh- und Auswerfereinrichtung
für die Beutel mit einer eigenen, jedoch durch den Antrieb der Zuteilereinrichtung
gesteuerten Antriebseinrichtung versehen ist.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß die einmal der Schweißeinrichtung
zugeteilte Folienlänge nicht mehr wie bei den bekannten Beutelschweißmaschinen durch
die Folienspannvorrichtung oder andere Maschinenteile nach rückwärts abgezogen werden
kann. Durch die eigene Antriebseinrichtung der Abzieh-und Auswerfereinrichtung wird
die zugeteilte Folienlänge auch im Bereich der Schweißeinrichtung in einer definierten
Spannung gehalten, so daß auch ein Zurückziehen eines Teils der Beutellänge aus
der Abzieh- und Auswerfereinrichtung durch die Schweißeinrichtung nicht mehr eintreten
kann. Damit bestimmt die einmal der Schweißeinrichtung zugeteilte Foliennlänge tatsächlich
und genau die endgültige Beutelbreite. Durch die Rücklaufsperre der Folien-Zuteilereinrichtung
wird aber auch die Folie zwischen der Spanneinrichtung und der Zuteilereinrichtung
in der Zwischenzeit zwischen zwei Zuteilungen auf konstanter Spannung gehalten,
so daß die Folien-Zuteilereinrichtung schon bei Beginn des Zuteilvorgangs gegen
die Spannung der Folie arbeitet und damit erst wirksam wird, wenn jegliches Spiel
in ihrem Antrieb aufgehoben ist. Durch die Aufrechterhaltung einer zeitlich konstanten
Folienspannung zwischen den Zuteilervorgängen entfällt auch der bei den bekannten
Folienschweißmaschinen unvermeidliche Ruck bei Beginn des Foliennachschubs, der
einerseits ein kurzzeitiges Gleiten der Zuteilelemente über die Folie und andererseits
ein Recken der Folie selbst verursacht. Durch die Erfindung wird außerdem übermäßiger
maschineller Aufwand im Antrieb der Zuteilereinrichtung und der Abzieh- und Auswerfereinrichtung
zur Vermeidung von Bewegungsspiel entbehrlich.
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In besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung stehen die
Zuteilerwalzen der Zuteilereinrichtung mit Stirnrädern in gegenseitiger Antriebsverbindung,
und die Rücklaufsperre ist auf der Welle der einen Walze gegen den Maschinenrahmen
wirkend angebracht.
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Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Antriebseinrichtung
für die Zuteilereinrichtung eine zur Einstellung der gewünschten Folienseite verstellbare
Kurbel mit einem Kurbelelement mit angeschlossenem Freilauf-Schwinghebeltrieb enthält.
Dabei können vorteilhaft die Zuteilereinrichtung und die Bewegungseinrichtung der
Schweißeinrichtung einem gemeinsamen, jeweils für einen Arbeitszyklus gesteuerten,
selbstsperrenden Getriebemotor im Antrieb haben.
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Für die Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Antriebseinrichtung
der Abzieh- und Auswerfereinrichtung für die Beutel ein selbstsperrendes Getriebe
enthält, da hierdurch auch in dem, wenn auch kurzen Folienabschnitt zwischen der
Folien-Zuteilereinrichtung und der Schweißeinrichtung konstante Spannung auf der
Folie gehalten wird. Die Abzieh- und Auswerfereinrichtung für die Beutel kann dabei
zu größerer Fördergeschwindigkeit als die Folien-Zuteilereinrichtung angetrieben
sein, um in einfacher Weise eine geeignete Folienspannung zwischen der Zuteilereinrichtung
und der Schweißeinrichtung zu erzeugen.
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Um zu verhindern, daß die durch die Vorrichtung nach der Erfindung
erzielte wesentlich genauere Abmessung der Beutelbreite dadurch verschlechtert werden
könnte, daß die Temperaturverhältnisse an der Schweißeinrichtung ungeeignet sind,
ist es im Rahmen der Erfindung empfehlenswert, wenn der den Einschalter für den
Arbeitszyklus enthaltende Hauptsteuerstromkreis für den Antrieb der Zuteilereinrichtung
und den Antrieb der Nocken einen vom während des Betriebs der Maschine ständig eingeschalteten
Heizstromkreis der Schweißeinrichtung gesteuerten Sicherheits- und Zeitschalter
enthält.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Beutelschweißmaschine nach der
Erfindung in seitlicher Ansicht, F i g. 2 den Abschnitt II-II der F i g.1 im größeren
Maßstab in senkrechtem Schnitt, F i g. 3 den Abschnitt III-III der F i g.1 im größeren
Maßstab in senkrechtem Schnitt, F i g. 4 ein elektrisches Schaltschema der Beutelschweißmaschine.
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Im dargestellten Beispiel trägt der Maschinenrahmen 1 an zwei oberen,
sich gegenüberstehenden
seitlichen Träger- und Lagerplatten 2 den
Folienwickel 3, die Zuteilereinrichtung 4, die Schweißeinrichtung 5 und die Beutelabzieh-
und -auswerfereinrichtung 6. Zwischen dem Folienwickel 3 und der Zuteilereinrichtung
4 ist eine Folienspann- und -führungseinrichtung angeordnet, die durch einen pendelnd
am Maschinenrahmen 1 angebrachten Folienspanner 7 und an den Lagerplatten 2 gelagerte
Führungsrollen 8 a, 8 b und 8 c gebildet ist.
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Die Zuteilereinrichtung 4 besteht aus zwei gegeneinander laufenden
Zuteilerwalzen 11,12 aus Gummi. Diese Zuteilerwalzen 11 und 12 tragen
Umfangsnuten 13 in welche Abstreiferelemente 14 eingreifen, um die Folie 10 sicher
in den Arbeitsbereich der Schweißeinrichtung 5 zu führen.
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Zum Antrieb der Zuteilereinrichtung 4 ist ein Getriebemotor
15 mit eingebautem selbstsperrendem Getriebe vorgesehen. Der Getriebemotor 15 treibt
über einen Kettenantrieb 16 eine Steuerwelle 17 an, an der, wie später erläutert,
der Antrieb für die Bewegungseinrichtung der Schweißeinrichtung 5 abgeleitet wird,
und die außerdem mit elektrischen Steuerelementen für die Maschine versehen ist.
Auf dem einen Ende der Steuerwelle 17 sitzt eine Kurbel 18, deren Kurbelelement
19 im radialen Abstand von der Steuerwelle 17 verstellbar ist. An die Kurbel 18,
mit dem Kurbelelement 19 ist eine Pleuelstange 20 angesetzt, die einen Freilauf-Schwinghebeltrieb
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antreibt, so daß dieser bei jeder Umdrehung der Kurbel 18 eine durch die
Einstellung des Kurbelelements 19 bestimmte Teildrehung der Welle 22 erzeugt. Diese
Teildrehung wird über einen Kettenantrieb 23 auf die Achse 24 der unteren Zuteilerwalze
12 übertragen. Die obere Zuteilerwalze 11
wird dadurch von der unteren
Zuteilerwalze 12 her zu gegensinniger aber gleich schneller Drehbewegung angetrieben,
daß auf der Achse 24 der unteren Zuteilerwalze 12 und der Welle 25 der oberen Zuteilerwalze
11 ineinandergreifende Stirnräder 26 a und 26 b angebracht sind. Auf der Welle 25
der oberen Zuteilerwalze 12 ist außerdem eine die Rückwärtsdrehbewegung der Welle
25 sperrende Rücklaufsperre 27
angebracht.
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Die Schweißeinrichtung 5 enthält, wie F i g. 2 zeigt, zwei untere
Klemmbalken 28, die an ihrer Oberseite mit einem Belag versehen sein können, auf
dem die zu verarbeitende Folie 10 nicht rutscht. Gegenüber den feststehenden Klemmbalken
28 sind vertikal bewegbare Klemmleisten 29 angeordnet. Diese Klemmleisten 29 sind
selbst wieder relativ vertikal beweglich an je einem an jeder Maschinenseite angebrachten
vertikal beweglichen Führungsarm 30 gehalten und mit Andrückfedern 31 nach unten
gedrückt. Zwischen den Führungsarmen 30 erstreckt sich der Trenn- und Schweißdraht
32. Die beiden Führungsarme 30 sind an ihrem oberen Ende an einem
sich quer über die Maschine erstreckenden Führungsbalken 33 gehalten, der selbst
an der Oberseite je eine an jeder Maschinenseite angebrachte Führungsstange 34 aufweist.
Die Führungsstangen 34 laufen vertikal in einem an der Außenseite des Maschinenrahmens
1 und der Halte- und Lagerplatten 2 befestigten Führungsrahmen 35, innerhalb dessen
eine die Stange 34 nach unten drückende Feder 36 angeordnet ist. Am unteren Ende
trägt die Führungsstange 34 eine auf einem umlaufenden Nocken 38 laufende Abgreiferrolle
37. Diese zu jeder Maschinenseite angeordneten Nocken 38 sitzen auf einer gemeinsamen
Nockenwelle 39, die über einen Kettenantrieb 40 von der Steuerwelle
17
her angetrieben ist. Die Nocken 38 heben dabei die Schweißeinrichtung 5
gegen die Wirkung der Federn 36 in ihre Ruhestellung. Sobald die Nocken bei ihrer
Drehbewegung die Führungsstangen 34 freigeben, drücken die Federn 36 die Schweißeinrichtung
5 nach unten, wobei zunächst die Klemmleisten 29 die Folie 10 fest auf die
Klemmbalken 28 drücken und dann bei der weiteren Abwärtsbewegung der heiße
Trenn- und Schweißdraht 32 durch die Folie 10 tritt und diese dabei durchschneidet
und an den beiden entstehenden Schnittkanten verschweißt. Bei der weiteren Drehbewegung
der Nocken 38 wird dann die Schweißeinrichtung 5 wieder in ihre Ruhestellung gehoben.
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Die nach der Schweißeinrichtung angeordnete Abzieh- und Auswerfereinrichtung
6 enthält im dargestellten Beispiel untere Transportbänder 41, die über eine mit
Umfangsnuten versehene Antriebswalze 42 und Spann- und Führungswalzen 43 gezogen
sind. Im dargestellten Beispiel sind mehrere, beispielsweise vier Transportbänder
41 in gegenseitigem seitlichem Abstand parallellaufen vorgesehen. Oberhalb der Transportbänder
41 sind Andrückbänder 44 vorgesehen, die ebenfalls über eine mit Umfangsnuten versehene
Antriebswalze 45 und Spann- und Führungswalzen 46 gezogen sind. Die Andrückbänder
44
sind dabei jeweils in gleicher Anzahl und Anordnung Band über Band gegenüber
den Transportbändern 41 angeordnet. Zum Antrieb der Abzieh- und Auswerfereinrichtung
6 ist ein eigener Getriebemotor 47 vorgesehen, der durch an der Steuerwelle 17 angeordnete
Schalter 50 (vgl. F i g. 3) gesteuert wird. Zum gleichmäßigen Antrieb der
Transportbänder 41 und der Andrückbänder 44 tragen die Antriebswellen der Antriebswalzen
42 und 45 auf einem Ende ineinandergreifende Stirnräder 48 a und 48 b. Der gemeinsame
Antrieb erfolgt vom Getriebemotor 47 her über einen Kettenantrieb 49 auf die Welle
der Antriebswalze 42. Der Getriebemotor 47 ist dabei so ausgebildet,
daß die Laufgeschwindigkeit der Transportbänder 41 und der Andrückbänder 44 in jedem
Fall größer als die Umfangsgeschwindigkeit der Zuteilerwalzen 11 und 12 der Zuteilereinrichtung
4 ist.
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Die Arbeitsweise der Maschine wird im folgenden an Hand der F i g.
4 näher erläutert: Beim Anschalten des Hauptschalters HS wird sofort über einen
Transformator Tr oder einen Vorwiderstand der Heizstromkreis des Trenn- und Schweißdrahtes
32 eingeschaltet. Außerdem wird beim Einlegen des Hauptschalters HS auch sofort
das Steuerspannungsgerät SG eingeschaltet, das die Steuerstromkreise der
Maschine speist. Der Hauptsteuerstromkreis der Maschine verläuft von dem Steuerspannungsgerät
SG zu einem Sicherheits- und Zeitschalter T, der von dem Heizstromkreis des Trenn-
und Schweißdrahtes 32 gesteuert wird. Bei Ausfall des Heizstroms fällt dieser Sicherheitsschalter
ab und unterbricht damit den Hauptsteuerstromkreis. Beim Einschalten des Heizstroms
des Trenn- und Schweißdrahtes spricht zunächst ein in dem Sicherheits- und Zeitschalter
T enthaltenes Zeitslied an, das erst den Hauptsteuerstromkreis schließen läßt, wenn
eine gewisse Zeit nach dem Einschalten des Heizstroms abgelaufen ist, die ausreicht,
um den Trenn- und Schweißdraht auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen.
Von
dem Sicherheits- und Zeitschalter T verläuft der Hauptsteuerstromkreis im dargestellten
Beispiel über zwei parallel geschaltete Geräteschalter GS1 und GS2, von denen der
eine von Hand zu betätigen und der andere von einer angeschlossenen, die Beutelverarbeitungseinrichtung
automatisch zu betätigen ist. Für den Betrieb der Maschine ist einer dieser Schalter
GS 1 bzw. GS 2 notwendig; es können aber, wie im dargestellten Beispiel,
auch beide Schalter gleichzeitig vorhanden sein. Von den Schaltern GS1 und GS2 verläuft
der Hauptsteuerstromkreis zur Einschaltwicklung des Schaltschützes S1 für den Getriebemotor
15 des Antriebes für die Zuteilereinrichtung 4 und die Schweißeinrichtung 5. Der
eingeschaltete Getriebemotor 15 verursacht eine Umdrehung der Steuerwelle 17, auf
der Nocken 51 für die Schalter 50 angeordnet sind. Die Drehbewegung wird ferner
zum Antrieb der Zuteilereinrichtung 4 abgeleitet, so daß die Zuteilerwalzen
11 und 12 eine der Einstellung an der Kurbel 18 mit dem Kurbelelement
19 entsprechende Länge der Folie 10 vom Folienwickel 3 über den Folienspanner 7
und die Führungsrollen 8 a und 8 b, 8 c abziehen. Die Folie
10 ist dabei eine Halbschlauchfolie, insbesondere eine Halbschlauchfolie
mit Schenkeln verschiedener Länge. Die Führungsrollen 8 a, 8 b, 8 c sind
dabei aus Metall und in elektrisch leitfähige Verbindung mit dem Maschinenrahmen,
der selbst wieder zumindest über den Null-Leiter des Netzanschlusses geerdet ist.
Die Führungsrollen 8 a, 8 b, 8 c nehmen deshalb eventuell elektrostatische
Aufladung von der Folie 10 ab. Die von den Zuteilerwalzen 11, 12 abgezogene Folienlänge
wird über die Abstreiferelemente 14 durch den Bereich der Schweißeinrichtung 5 geführt
und von der Abzieh-und Auswerfereinrichtung 6 übernommen. Zur Steuerung des Getriebemotors
47 der Abzieh-und Auswerfereinrichtung 6 ist in den Schaltern 50 und Nocken 51 der
Steuerwelle 17 ein Schalter m3 vorgesehen, mit dem die vom Steuerspannungsgerät
SG kommende Steuerspannung auf die Einschaltwicklung des Schaltschützes S2 des Getriebemotors
47 gelegt wird. Die Abzieh- und Auswerfereinrichtung 6 wird somit über diesen
Zweitsteuerstromkreis sofort nach Ablauf des Bewegungsstrangs der Schweißeinrichtung
5 eingeschaltet, um den soeben geschweißten und abgetrennten Beutel auszuwerfen
und die von den Zuteilerwalzen 11 und 12 nachgeführte Folienlänge zu übernehmen
und für den nächsten Schweißvorgang vorzuspannen. Die Zeit für den Bewegungslauf
der Schweißeinrichtung 5 wird dadurch geschaffen, daß zunächst Kurbel
18 mit dem Freilauf-Schwinghebelantrieb 21 den Leerhubtzil ausführt und erst
in der zweiten Hälfte der Umdrehung der Steuerwelle 1.7 den wirksamen Hub auf die
Zuteilerwalzen 11 und 12 überträgt.
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Bei Ende der Umdrehung der Steuerwelle 17 werden die in den Schaltern
50 und den Nocken 51 enthaltenden Schalter m1 und m2 betätigt. Der Schalter m 1
legt die Steuerspannung vom Steuerspannungsgerät SG auf die Abwerfwicklung
des Schützes S1, so daß der Getriebemotor 15 ausgeschaltet wird. Der Schalter m2
legt die Steuerspannung vom Steuerspannungsgerät SG auf die Aufwerfwicklung
des Schützes S2, so daß auch der Getriebemotor 47 abgeschaltet wird. Die Schütze
S1 und S2 können in bekannter Weise mit mechanischen oder elektrischen Selbsthalteeinrichtungen
versehen sein, die die Motorschalter in der Zeit zwischen dem Ansprechen der Einschaltwicklung
und dem Ansprechen der Abwerfwicklung geschlossen halten.
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Durch die Rücklaufsperre 27 an der oberen Zuteilerwalze 11 und die
in üblicher Weise an dem Folienwickel3 vorgesehenen Bremse bleibt die vorbestimmte
Spannung auf der Folie 10 zwischen dem Folienwickel 3 und den Zuteilerwalzen 11,
12 bis zum nächsten Arbeitsgang aufrechtgehalten. Durch die Benutzung eines selbstsperrenden
Getriebemotors 47 im Antrieb der Abzieh- und Auswerfereinrichtung 6 bleibt
auch die Spannung auf dem sich von den Zuteilerwalzen 11, 12 durch den Bereich
der Schweißeinrichtung 5 erstreckenden und von der Abzieh- und Auswerfereinrichtung
6 übernommenen Folienlänge erhalten. Der Antrieb der Zuteilereinrichtung 4 wird
dadurch erst dann wirksam, wenn der Schweißvorgang beendet ist, die Schweißeinrichtung
5 sich wieder in der Ruhelage befindet und die Abzieh-und Auswerfereinrichtung 6
bereits mit dem Auswerfvorgang des gefertigten Beutels begonnen hat. Durch die auf
der Folie 10 ständig herrschende Spannung wird auch vor Wirksamwerden der Zuteilereinrichtung
jegliches Spiel in dem Antrieb der Zuteilerwalzen 11 und 12 aufgehoben.