DE19803838A1 - Schlauchbeutelmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine - Google Patents

Schlauchbeutelmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft zum einen eine Schlauchbeutelmaschine mit zwei gegeneinander beweglichen und dabei einen Folienschlauch quer verschweißenden Quersiegelbacken, einer die Quersiegelbacken bewegenden Mechanik mit Antrieb einer Weitertransporteinrichtung und einer Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, einer Befülleinrichtung, einer Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folienschlauch, sowie einer Maschinensteuerung. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schlauchbeutelmaschine.
Eine Schlauchbeutelmaschine dieser Art ist aus der EP-OS 0 469 105 bekannt. Bei dieser Maschine ist eine Bahnbewegung der Quersiegelbacken von einer Maschinensteuerung fest vorgegeben. Die Quersiegelbacken verschweißen einen Folienschlauch quer zu dessen Transporteinrichtung. Nach jeweils einer in den Folienschlauch gespendeten Produktportion wird der Folienschlauch mittels einer Quersiegelnaht verschweißt.
Es kann vorkommen, daß eine Produktportion nicht kompakt genug in den Folienschlauch gespendet wird und deshalb in einen quer zu verschweißenden Bereich des Folienschlauches gelangt. Insbesondere relativ leichte, großflächige Produktpartikel wie Kartoffelchips neigen zum Segeln beim freien Fall und damit zu einem auseinandergezogenen Produktschwarm, dessen Kompaktheit von Produktportion zu Produktportion sehr unterschiedlich sein kann.
In einer Quersiegelnaht eingeschlossenes Produkt kann zu einem undichten Schlauchbeutel führen. Ein derartiger Schlauchbeutel wird aus einer Verpackungsanlage entfernt.
Insbesondere bei kleineren Produkteinschlüssen in einer Quersiegelnaht kann es vorkommen, daß der Einschluß nicht bemerkt wird und der fehlerhafte Schlauchbeutel der Weiterverpackung zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schlauchbeutelmaschine und ein Verfahren zum Betreiben der Schlauchbeutelmaschine zu finden, derart, daß auch kleine Produkteinschlüsse in einer Quernaht sicher erkannt werden, und daß beim Erkennen eines Produkteinschlusses ein Signal erzeugt wird.
Gelöst ist die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 9. Bei der erfindungsgemäßen Schlauchbeutelmaschine des Anspruchs 1 ist an einer Quersiegelbacke ein Drucksensor zur Messung des momentanen Backendrucks vorgesehen, und der Drucksensor ist über eine Auswerteelektronik für den Drucksensor mit der Maschinensteuerung verbunden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren (Anspruch 9) erfolgt die Messung der momentanen Backenstellung, und eine Fehlermeldung erfolgt, wenn der momentane Backendruck höher als ein vorgegebener Schwellenwert für eine momentane Backenstellung ist.
Durch die erfindungsgemäße Schlauchbeutelmaschine und das erfindungsgemäße Verfahren ist erreicht, daß auch kleine Produkteinschlüsse in einer Quersiegelnaht sicher erkannt werden, und daß beim Erkennen eines Produkteinschlusses ein Signal erzeugt wird.
Die Erkennung eines Produkteinschlusses erfolgt durch Messung des momentanen Backendrucks und durch einen Vergleich dieses Wertes mit einem Soll-Wert bei der Backenstellung des momentanen Backendrucks.
Ist der momentane Backendruck zu hoch, so kann daraus auf einen Produkteinschluß in einer zu verschweißenden Quersiegelnaht und damit auf einen Produkteinschuß zwischen den Quersiegelbacken geschlossen werden. Ein zu hoher Backendruck führt zu einer Reaktion der Maschinensteuerung oder zunächst nur zu einer Fehlermeldung.
Es genügt, einen einzigen momentanen Backendruck auszuwerten. Es kann aber auch eine Vielzahl momentaner Backendrücke ausgewertet werden. Mehrere Messungen des momentanen Backendrucks während einer Querverschweißung erhöhen die Genauigkeit.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schlauchbeutel­ maschine und des erfindungsgemäßen Verfahren sind in den Ansprüchen 2 bis 8 und 10 bis 15 beschrieben.
Eine kompakte elektronische Bauweise ist erreicht, wenn die Auswerteelektronik in die Maschinensteuerung integriert ist (Anspruch 2). Dagegen ist die Servicefreundlichkeit der Schlauchbeutelmaschine verbessert, wenn die Auswerteelektronik separat von der Maschinensteuerung angeordnet ist (Anspruch 3).
Ein weiterer Vorteil ist erreicht, wenn die Schlauchbeutelmaschine eine vertikale Schlauchbeutelmaschine ist (Anspruch 4), da bei einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine die Gefahr eines Produkteinschlusses größer als bei einer horizontalen Schlauchbeutelmaschine ist.
Sind die Quersiegelbacken Teil eines rotierenden, kontinuierlich arbeitenden Backensystems, wobei die Quersiegelbacken um parallel zueinander verlaufende Achsen in entgegengesetztem Drehsinn rotieren (Anspruch 5), so kann die Verpackungsgeschwindigkeit größer als bei einem diskontinuierlich funktionierendem Backensystem sein, da ein Backenstillstand nicht vorkommt. Prinzipiell ist die Erfindung aber sowohl bei einem kontinuierlich als auch bei einem diskontinuierlich arbeitendem Backenstock einsetzbar.
Die Empfindlichkeit bezüglich einer Produkterkennung wird deutlich erhöht, wenn als Material für eine Quersiegelbacke bzw. einen bewegbaren Träger einer Quersiegelbacke eine Magnesiumlegierung verwendet wird (Anspruch 6, Anspruch 7). Eine Magnesiumlegierung hat mit 1,7 kg/dm3 eine deutlich niedrigere Dichte als Stahl, dessen Dichte zwischen 6,3 und 8,1 kg/dm3 liegt. Somit ist die bewegte Masse bei Verwendung einer Magnesiumlegierung deutlich verringert. Da die Empfindlichkeit mit abnehmender Masse erhöht wird, kann durch den Einsatz der Magnesiumlegierung eine deutlich genauere und damit auch sichere Produkterkennung erfolgen.
Die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Magnesiumlegierung ist mit 170 W/mK deutlich höher als die von Stahl (15 bis 45 W/mK), so daß zudem die Quersiegelbacken eine deutlich genauere und gleichmäßigere Temperatur entlang ihrer Siegelflächen aufweisen.
Ist als Antrieb ein Servomotor vorgesehen (Anspruch 8), so läßt sich die momentane Position einer Quersiegelbacke durch den Betriebszeitpunkt des Servomotors erkennen, was die Positionserkennung vereinfacht.
Werden der Maschinensteuerung sowohl Werte vom Backenantrieb für die momentane Backenstellung als auch korrespondierende Werte der Auswerteelektronik zugeführt (Anspruch 10), so kann von der Maschinensteuerung eine Reaktion auf einen Produkteinschluß in einer Quersiegelnaht gestartet werden, zum Beispiel die Betätigung eines Beutelauswerfers, womit der fehlerhafte Schlauchbeutel aus dem Weiterverpackungsvorgang entfernt wird.
Wird eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung als tolerierbare Abweichung eines Ist-Wertes von einem Soll-Wert für einen Wert der Auswerteelektronik einprogrammiert (Anspruch 11), so kann die Empfindlichkeit für das Erkennen eines Produkteinschlusses verändert werden. Dies ist zum Beispiel bei geänderten Maschinenparametern von Nutzen.
Eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung kann aber auch mechanisch geregelt werden (Anspruch 12), zum Beispiel mittels eines Überzugs, der nur dann ein Sensorsignal auslöst, wenn ein bestimmter Backendruck überschritten wird.
In den meisten Fällen ist es von Interesse, daß nur innerhalb eines gewissen Backenabstandes eine Produkterkennung erfolgen soll, da zum Beispiel nur bei diesem, zum Beispiel nahe Null gelegenem Backenabstand eine meßbare Erhöhung des Backendrucks vorkommt. Dann ist es von Vorteil, wenn analog Anspruch 13 der Backenabstand einprogrammiert wird, innerhalb dessen eine Produkterkennung erfolgt, insbesondere wenn eine Messung des momentanen Backendrucks bei geschlossenen oder nahezu geschlossenen Quersiegelbacken erfolgt (Anspruch 15). Bei diesen Positionen ist die Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert im Falle eines Produkteinschlusses am größten.
Bei einer Fehlermeldung wegen eines erkannten Produkteinschlusses kann sofort ein Maschinenstopp erfolgen (Anspruch 14), damit der Grund für den Produkteinschluß beseitigt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung das Funktionsprinzip einer Erkennung von Produkt im Inneren eines Folienschlauches, der zwischen zwei gegeneinander bewegten Quersiegelbacken einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine verschweißt werden soll, mit einem Drucksensor an einer Quersiegelbacke zur Messung des momentanen Backendrucks und einer Verbindung des Drucksensors über eine Auswerteelektronik zu einer Maschinensteuerung.
Bei einer Schlauchbeutelmaschine werden zwei Quersiegelbacken 1, 2 gegeneinander bewegt, um einen zwischen den Quersiegelbacken befindlichen Folienschlauch 3 quer zu verschweißen. Die Quersiegelbackenbewegung erfolgt mittels eines Antriebs 4 und einer bewegenden Mechanik 5.
Zeichnerisch nicht dargestellt sind eine Weitertransporteinrichtung und eine Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, eine Befülleinrichtung und eine Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folienschlauch, die hinlänglich bekannte Bauelemente sind.
Die Schlauchbeutelmaschine ist eine vertikale Schlauchbeutelmaschine. Ihre Quersiegelbacken 1, 2 sind Teil eines rotierenden Backensystems, wobei die Quersiegelbacken 1, 2 um parallel zueinander verlaufende Achsen in entgegengesetztem Drehsinn rotieren.
An einer Quersiegelbacke 2 aus einer Magnesiumlegierung ist ein Drucksensor 6 zur Messung des momentanen Backendrucks vorgesehen. Der Drucksensor ist über eine separate Auswerteelektronik 7 mit einer Maschinensteuerung 8 verbunden.
Daneben ist der Antrieb 4 für die Querbackenbewegung über einen Antriebsverstärker 9 mit der Maschinensteuerung 8 verbunden. Der Antrieb ist ein Servomotor.
Die Schlauchbeutelmaschine wird derart betrieben, daß die Messung des momentanen Backendrucks in Abhängigkeit der momentanen Backenstellung erfolgt. Dazu werden stets zeitgleich Positionswerte vom Antrieb 4 für die momentane Backenstellung und dazu korrespondierende Werte der Auswerteelektronik 7 für den Backendruck der Maschinensteuerung 8 zugeführt.
Das eingeschlossene Produkt 10 wird dadurch erkannt, daß der momentane Backendruck beim Pressen des Produkts 10 höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Der Schwellenwert ist geringfügig höher als der entsprechende Backendruck bei gleicher Backenstellung ohne eingeklemmtes Produkt.
Die Empfindlichkeit für die Produkterkennung wurde als noch tolerierbare Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert für den gemessenen Wert des Backendrucks einprogrammiert. Der gemessene Wert wird von der Auswerteelektronik 7 ausgewertet, bevor er der Maschinensteuerung zugeleitet wird.
Es wurde ein Backenabstand 11 einprogrammiert, innerhalb dem eine Produkterkennung erfolgen soll. Nur für einen Backenabstand kleiner oder gleich dem einprogrammierten Backenabstand 11 erfolgt eine Produkterkennung.
Durch die Erkennung des zwischen den Quersiegelbacken 1, 2 befindlichen Produkts 10 wird vermieden, daß ein Produkteinschluß in einer Quersiegelnaht eines Schlauchbeutels unerkannt bleibt, und ein undichter Schlauchbeutel produziert wird. Der Schlauchbeutel mit Produkteinschluß wird aus der Verpackungslinie entfernt. Bei Stillstand oder bei weiter laufender Schlauchbeutelmaschine kann die Ursache für den Produkteinschluß beseitigt werden.

Claims (15)

1. Schlauchbeutelmaschine mit zwei gegeneinander beweglichen und dabei einen Folienschlauch quer verschweißenden Quersiegelbacken, einer die Quersiegelbacken bewegenden Mechanik mit Antrieb, einer Weitertrans­ porteinrichtung und einer Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, einer Befülleinrichtung, einer Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folienschlauch, einer Maschinensteuerung, und einem Drucksensor an einer Quersiegelbacke zur Messung eines momentanen Backendrucks, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schlauchbeutelmaschine eine Einrichtung zum Erkennen eines zwischen den Quersiegelbacken (1, 2) eingeschlossenen Produkts (10) vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung den Drucksensor (6) aufweist, daß eine Leitung eines Meßwertes des Drucksensors (6) für voneinander beabstandete Quersiegelbacken (1, 2) vom Drucksensor (6) über eine Auswerteelektronik (7) für den Drucksensor (6) an die Maschinensteuerung (8) vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung zum Vergleichen des Meßwertes mit einem gespeicherten Meßwert, der bei dieser Backenstellung ohne Produkteinschub gemessen wurde, vorgesehen ist.
2. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik in die Maschinensteuerung integriert ist.
3. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (7) separat von der Maschinensteuerung (8) angeordnet ist.
4. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchbeutelmaschine eine vertikale Schlauchbeutelmaschine ist.
5. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersiegelbacken Teil eines rotierenden Backensystems sind, wobei die Quersiegelbacken um parallel zueinander verlaufende Achsen in entgegengesetztem Drehsinn rotieren.
6. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Quersiegelbacken (1, 2) aus einer Magnesiumlegierung bestehen.
7. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein bewegbarer Träger einer Quersiegelbacke aus einer Magnesium­ legierung besteht.
8. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1, Anspruch 4 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb (4) ein Servomotor vorgesehen ist.
9. Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Quersiegelbacken der Schlauchbeutelmaschine gegen den Folienschlauch bewegt werden und dabei den Folienschlauch quer verschweißen, sowie durch den Folienschlauch eine Befüllung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des momentanen Backendrucks bei voneinander beabstandeten Quersiegelbacken (1, 2) in Abhängigkeit der momentanen Backenstellung erfolgt, und daß eine Fehlermeldung erfolgt, wenn der momentane Backendruck höher als ein vorgegebener Schwellenwert für diese momentane Backenstellung ist, um aus einem über dem Schwellenwert liegenden Backendruck auf einen Einschuß von Produkt (10) zwischen den Quersiegelbacken (1, 2) schließen zu können.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Werte vom Antrieb (4) der Quersiegelbacken (1, 2) für die momentane Backenstellung und dazu korrespondierende Werte der Auswerteelektronik (7) der Maschinensteuerung (8) zugeführt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung als tolerierbare Abweichung eines Ist- Wertes von einem Soll-Wert für einen Wert der Auswerteelektronik (7) einprogrammiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung mechanisch geregelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, Anspruch 10, Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Backenabstand (11) für eine Produkterkennung innerhalb dieses Backenabstands (11) einprogrammiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fehlermeldung sofort ein Maschinenstopp erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des momentanen Backendrucks bei geschlossenen oder nahezu geschlossenen Quersiegelbacken (1, 2) erfolgt.
DE19803838A 1997-02-05 1998-01-31 Verwendung eines Verfahrens zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine zur Erkennung eines Produkteinschlusses Expired - Lifetime DE19803838C2 (de)

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