DE19829111C2 - Vorrichtung zum Bearbeiten von kontinuierlich gefördertem Verpackungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Vorrichtung (DE 37 15 146 C2) dieser Art weist zwei beiderseits einer kontinuierlich geförderten Ma­ terialbahn angeordnete Tragplatten auf, an denen Werkzeuge und Gegenhalter einer Bearbeitungseinheit befestigt sind. Um für eine begrenzte Strecke einen Gleichlauf zwischen Ma­ terialbahn und Bearbeitungseinheit zu erreichen, werden die Tragplatten über ein Planetengetriebe und Kurbeln angetrie­ ben und geführt. Die Geschwindigkeit der Tragplatten kann durch einen steuerbaren Antriebsmotor in nur begrenztem Um­ fang verändert werden. Die Führung und der Antrieb der Tragplatten sind aufwendig und teuer. Bei jedem Arbeitstakt sind große Massen zu beschleunigen und abzubremsen, mit der Folge, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit der bekannten Vorrichtung, welche die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn begrenzt, erheblich eingeschränkt ist. Eine An­ passung an veränderte Gleichlaufstrecken ist in nur gerin­ gem Umfang möglich. Für die eigentliche Bearbeitung steht bei der bekannten Lösung ein nur vergleichsweise kleiner Teil des Bearbeitungstaktes zur Verfügung.

Der Antrieb von Maschinentischen mit Hilfe von Linearmoto­ ren ist bereits bekannt. Solche Maschinentische dienen als Aufspanntische für Werkstücke, die von einer Werkzeugma­ schine bearbeitet werden.

Es sind auch mehrachsige Material-Bearbeitungsstationen mit mehreren Antrieben bekannt (DE 34 00 017 C2), bei denen je­ des Antriebssystem einen Linearmotor aufweisen kann.

Bei den bekannten Lösungen mit Linearmotorantrieb dient dieser stets zum Antrieb des zu bearbeitenden Werkstücks. Für die Bearbeitung von kontinuierlich gefördertem Verpac­ kungsmaterial sind solche Lösungen nicht geeignet.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengün­ stige, einfach aufgebaute Vorrichtung zu schaffen, die eine Bearbeitung von Verpackungsmaterial bei hoher Transportge­ schwindigkeit ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1.

Sowohl die Vorschubgeschwindigkeit als auch der Vorschubweg der Bearbeitungseinheit können in einem weiten Bereich ver­ ändert werden. Außerdem kann die Vorschubgeschwindigkeit wesentlich erhöht werden, so daß die Bearbeitungsgeschwin­ digkeit der Vorrichtung nicht mehr limitierend für die Transportgeschwindigkeit der Materialbahn ist. Wegen der linearen Bewegung der Bearbeitungseinheit steht für die Be­ arbeitung vom gesamten Vorschubweg ein vergleichsweise gro­ ßer Teil zur Verfügung, da ein Linearantrieb mit sehr klei­ nen Beschleunigungs- und Bremsbereichen auskommt. Die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeit der Bearbeitungseinheit sind unabhängig voneinander steuerbar, so daß der Taktabstand frei wählbar ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Anordnung von zwei gegenläufig verfahrbaren Primär­ teilen auf einem gemeinsamen Sekundärteil nach Anspruch 6 ergibt sich der weitere Vorteil, daß die auf den Sekundär­ teil ausgeübten Vorschub- und Beschleunigungskräfte sich weitgehend gegenseitig aufheben, so daß die Vorrichtung insgesamt leichter ausgeführt werden kann.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 - eine Frontansicht der Vorrichtung mit einem Linearantrieb mit zwei Primärteilen und je­ weils zwei Bearbeitungseinheiten in Ausgangs­ position;

Fig. 2 - die Frontansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit den Bearbeitungseinheiten in einer Ver­ fahrposition;

Fig. 3 - eine Draufsicht auf den linken Bereich der Vorrichtung in Richtung gemäß Pfeil III in Fig. 1;

Fig. 4 - eine Seitenansicht gemäß Pfeil IV in Fig. 2.

An einem Gestell 4 ist eine Führungsvorrichtung 3 vorgese­ hen, die aus zwei Führungsstangen 3a und 3b besteht, zwi­ schen denen der Sekundärteil 2a eines Linearmotors 2 ange­ ordnet ist. An der Führungsvorrichtung 3 sind zwei Primär­ teile 2b und 2c des Linearmotors 2 verschieblich geführt, an denen jeweils zwei Bearbeitungseinheiten 1 befestigt sind. Die Bearbeitungseinheiten 1 weisen jeweils einen obe­ ren und einen unteren Arbeitsbereich 1a und 1b auf.

In Fig. 1 ist als Bearbeitungseinheit 1 eine Ultraschall- Schweißvorrichtung für die Eckenabschweißung von Falzboden­ säcken dargestellt. Der obere Arbeitsbereich 1a weist eine Sonotrode 1c auf. Der untere Arbeitsbereich 1b weist einen Amboß 1d auf. Der Abstand zwischen den beiden auf jedem Primärteil 2b und 2c eingeordneten Bearbeitungseinheiten 1 richtet sich nach dem Abstand der zu verschweißenden Berei­ che an den Falzbodensäcken. Parallel zur Führungsvorrich­ tung 3 verläuft an dem Gestell 4 eine Steuerbahn 5, welche aus vier gleich ausgebildeten Steuerbahnbereichen 5a, 5b, 5c und 5d zusammengesetzt ist. Der Steuerbahnbereich 5c wirkt mit der linken Bearbeitungseinheit 1 des Primärteils 2b zu­ sammen. Der in der Zeichnungsebene der Fig. 1 und 2 vor dem Steuerbahnbereich 5c angeordnete Steuerbahnbereich 5a, der mit der rechten Bearbeitungseinheit 1 des Primärteils 2b zusammenwirkt, ist um den Abstand dieser beiden Bearbei­ tungseinheiten 1 entgegen der Förderrichtung 7 versetzt zum Steuerbereich 5c angeordnet. In gleicher Weise ist der mit der rechten Bearbeitungseinheit 1 des Primärteils 2c zusam­ menwirkende Steuerbahnbereich 5d gegenüber dem mit der lin­ ken Bearbeitungseinheit 1 des Primärteils 2c zusammenwir­ kende Steuerbahnbereich 5b entgegen der Förderrichtung 7 versetzt und in der Zeichenebene hinter diesem angeordnet.

Die Sonotrode 1c jeder Bearbeitungseinheit 1 ist ortsfest auf den Primärteilen 2b und 2c angeordnet. Die Sonotrode 1c wird am Bearbeitungsbereich 1a durch Aufnahmen 1e gehalten.

Demgegenüber ist der Amboß 1d senkrecht zur Förderrichtung des nicht dargestellten Verpackungsmaterials in vertikaler Richtung aufwärts und abwärts verfahrbar. Hierzu ist ein Verstellhebel 6 vorgesehen, der eine Tastrolle 6a für das Abtasten der Steuerbahn 5 aufweist. Die Tastrollen 6a der Bearbeitungseinheiten 1 des Primärteils 2b und 2c sind je­ weils um die Breite der Steuerbahnbereiche 5a, 5c bzw 5b, 5d senkrecht zur Förderrichtung 7 und horizontal gegeneinander versetzt angeordnet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Verstellhebel 6 schwenkbar am quer bzw. vertikal verschieblich geführten Bearbeitungsbereich 1b befestigt. Die Schwenkbewegung des Verstellhebels 6 wird in einer Richtung durch einen an dem Verstellhebel festen Anschlag 6b begrenzt, der auf einen Gegenbereich auflaufen kann.

Fig. 4 zeigt das Profil des Gestells 4, das aus einem kur­ zen horizontalen Schenkel, an dem sich die Steuerbahn 5 ab­ stützt, und einem langen vertikalen Schenkel besteht, der die als Rundführungen ausgebildeten Führungsstangen 3a, 3b trägt. Die Rundführungen werden von Führungsbohrungen des Sekundärteils 2b umfaßt, das die Bearbeitungseinheit 1 mit dem vertikal unverschieblichen Bearbeitungsbereich 1a und dem vertikal verschieblichen Bearbeitungsbereich 1b trägt.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 befinden sich die Primär­ teile 2b und 2c an ihren am weitesten außen liegenden Umkehrpunkten. Da die Steuerbahnbereiche 5a, 5b, 5c und 5d hier abgesenkt sind, wird zwischen dem oberen Bearbeitungs­ bereich 1a und dem unteren Bearbeitungsbereich 1b ein Spalt gebildet, durch den das Verpackungsmaterial hindurchtreten kann.

Wenn sich die Primärteile 2b und 2c aufeinander zu und zur Mitte bewegen, führen die Bearbeitungseinheiten 1 am linken Primärteil 2b einen Rückhub aus und die Bearbeitungseinhei­ ten 1 am rechten Primärteil 2c einen Arbeitshub. Es schwen­ ken dann, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, die Ver­ stellhebel 6 der beiden linken Bearbeitungseinheiten 1 durch die Auflauframpen der Steuerbahnbereiche 5a und 5c nach links, so daß der Spaltabstand bei diesen Bearbei­ tungseinheiten 1 erhalten bleibt. Bei den beiden Bearbei­ tungseinheiten 1 des rechten Primärteils 2c werden die Ver­ stellhebel 6 bei der erwähnten Bewegung zur Mitte durch den Anschlag 6b in ihrer gestreckten Position gehalten und sowohl Amboß 1d als auch Sonotrode 1c legen sich beim Auf­ laufen auf die höchste Erhebung des Steuerbahnbereichs 5 an unterschiedliche Seiten des Verpackungsmaterials an. Der Primärteil 2c bewegt sich bei diesem Vorgang mit der glei­ chen Geschwindigkeit wie das Verpackungsmaterial. Die Länge der Anlauframpen der Steuerbahnbereiche 5b und 5d reichen dazu aus, um den Primärteil 2c auf die Geschwindigkeit des Verpackungsmaterials zu beschleunigen, bevor das Verpac­ kungsmaterial zwischen den Sonotrode 1c und Amboß 1d einge­ klemmt wird. Durch den Versatz der Steuerbahnbereiche 5b und 5d tritt die Klemmung des Verpackungsmaterials bei bei­ den Bearbeitungseinheiten 1 des Primärteils 2c zur selben Zeit ein.

Vor Erreichen der jeweils innenliegenden, benachbarten Um­ kehrpunkte der beiden Primärteile 2b und 2c geben die Bearbeitungseinheiten 1 des rechten Primärteils 2c durch die erneute Absenkung der Steuerbahnbereiche 5b und 5d das Verpackungsmaterial frei und die Verstellhebel 6 an den Be­ arbeitungseinheiten 1 des linken Primärteils 2b kehren in ihre gestreckte Lage zurück. Nach Erreichen der Umkehrpunk­ te und einer Gegenbewegung in Vorschubrichtung gemäß Pfeil 7 führen die Bearbeitungseinheiten am linken Primärteil 2b den Arbeitshub in der gleichen Weise aus, wie dies vorste­ hend für die Bewegung der Bearbeitungsbereiche 1 am rechten Primärteil 2c beschrieben wurde. In gleicher Weise verblei­ ben die Spalten in den Bearbeitungseinheiten 1 des rechten Primärteils 2c wegen der nach links abgekippten und von den Anschlägen gelösten Verstellhebel 6, wie dies im Zusammen­ hang mit der Einrichtung am linken Primärteil 2b für den Bewegungsablauf gemäß Fig. 1 und 2 nach rechts beschrie­ ben wurde.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von kontinuierlich geförder­ tem Verpackungsmaterial, insbes. zum Abschweißen der Ecken an thermoplastische Materialbereiche aufweisenden Papiersäcken, mit mindestens einer Bearbeitungseinheit (1), die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Verpackungsmaterials angeordnete gegenläufig zusammen­ wirkende Bearbeitungsbereiche (1a; 1b) aufweist, wobei die Bearbeitungseinheit (1) mittels einer Antriebsvor­ richtung in Förderrichtung und Gegenrichtung taktweise verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein Linearmotor (2) ist, dessen Sekundärteil (2a) ortsfest ist und dessen Pri­ märteil (2b; 2c) mit der Bearbeitungseinheit (1) ver­ bunden ist, die auf einer ortsfesten, sich parallel zum Sekundärteil (2a) erstreckenden Führungsvorrichtung (3) längsverschieblich gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (1) einen senkrecht zur in Förderrichtung (7) sich erstreckenden Transportebene verschieblichen Bearbeitungsbereich (1b) und einen damit zusammenwirkenden senkrecht zur Transportebene unverschiebli­ chen Bearbeitungsbereich (1a) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrecht zur Transportebene verschiebliche Be­ arbeitungsbereich (1b) mittels einer ortsfesten, paral­ lel zum Sekundärteil (2a) sich erstreckenden Steuerbahn (5) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Primärteil (2b; 2c) zwei Bearbeitungseinhei­ ten (1) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Förderrichtung (7) gemessene Abstand der Be­ arbeitungseinheiten (1) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sekundärteil (2a) zwei Primärteile (2b; 2c) zusammenwirken.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Primärteile (2b; 2c) auf einer gemeinsa­ men Führungsvorrichtung (3) längsverschieblich gelagert sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Primärteile (2b; 2c) gegenläufig in und entgegen Förderrichtung (7) verfahrbar sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bearbeitungsbereiche (1a; 1b) bei Bewe­ gung des Primärteils (2b; 2c) in Förderrichtung (7) von unterschiedlichen Seiten her an dem Verpackungsmaterial anliegen und bei Bewegung in Gegenrichtung davon abge­ hoben sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung (3) zwei zueinander paral­ lele Führungsstangen (3a; 3b) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schweißvorrichtung ausgebildete Bearbei­ tungseinheit (1) eine auf jeweils einer Seite der Pa­ piersäcke angeordnete Sonotrode (1c) aufweist und einen auf der jeweils gegenüberliegenden Seite der Papiersäc­ ke angeordneten Amboß (1d), wobei Sonotrode (1c) und Amboß (1d) zur während des Schweißvorgangs erfolgenden klemmenden Anlage an den Papiersäcken ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei an demselben Primärteil (2b; 2c) befe­ stigte Bearbeitungseinheiten (1) unterschiedlich orien­ tierte und mit zwei pro Papiersack vorgesehenen Schweißnähten korrespondierende Schweißbereiche auf­ weist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Bearbeitungseinheiten (1) desselben Primärteils (2b; 2c) zwei gleich orientierte und mit den Schweißnähten zweier aufeinanderfolgender Papier­ säcke korrespondierende Schweißbereiche aufweist.