DE202004021760U1 - Siegelvorrichtung in einer Verpackungsmaschine - Google Patents

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Abstract

Siegelvorrichtung (10) in einer Verpackungsmaschine, mit zwei in Lagerelementen (13, 14, 17, 18) auf Wellen (8, 9) angeordneten, beheizbaren Siegelwalzen (11, 12), zwischen denen ein Siegelspalt (S) für ein aus mehreren Schichten (1, 2) bestehendes, siegelfähiges Packstoffband ausgebildet ist, wobei die Lagerelemente (13, 14, 17, 18) mittels wenigstens eines Verbindungselementes (29, 30), das beabstandet zu den Wellen (8, 9) angeordnet ist, miteinander verbunden sind, und wobei der Siegelspalt (S) mittels wenigstens eines Schraubenelements (37) verstellbar ist, welches sich beabstandet zu dem wenigstens einen Verbindungselement (29, 30) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) als Biegebalken ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Siegelvorrichtung in einer Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Siegelvorrichtung ist aus der US 3,074,214 (1) bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung sind die beiden Siegelwalzen auf Lagerelementen angeordnet, welche an einer Seite gelenkig miteinander verbunden sind. Zur Einstellung des Siegelspaltes dient einerseits eine Druckschraube, welche die Distanz zwischen den beiden Lagerelementen überbrückt und sich gegen das eine Lagerelement abstützt, und andererseits eine Zugfeder, welche die beiden Lagerelemente und somit die beiden Siegelwalzen gegeneinander und gegen die Druckschraube zieht. Da die Lagerelemente der Siegelwalzen einseitig gelenkig miteinander verbunden und mit der Zugfeder miteinander verspannt sind, bildet die Siegelvorrichtung keine starre Einheit aus, so dass es bei hohen Drehzahlen bzw. hoher Leistung zu Schwingungen an der Siegelvorrichtung kommen kann, welche sich negativ auf die Siegelqualität an den Beutelpackungen auswirkt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Siegelvorrichtung in einer Verpackungsmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie eine relativ starre Einheit bildet, welche auch bei hohen Leistungen nicht zu Schwingungen neigt und gleichzeitig gute Dämpfungseigenschaften aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das wenigstens eine Verbindungselement als Biegebalken ausgebildet ist. Das wenigstens eine, die Lagerelemente verbindende Verbindungselement bildet somit ein Gelenk aus, welches zum Einstellen des Siegelspaltes nur durch Aufbringen einer zusätzlichen Biegekraft verstellt werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Siegelvorrichtung in einer Verpackungsmaschine sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Verbindungselement nur an seinen Endbereichen mit den Lagerelementen verbunden. Dadurch lässt sich die erforderliche Kraft zur Erhöhung des Siegelspaltes vermindern, da der Abstand zwischen den Einspannstellen des als Biegebalken wirkenden Verbindungselements maximiert ist.
  • Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das wenigstens eine Verbindungselement einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei dessen Kantenlängen so gewählt sind, dass das Verbindungselement senkrecht zu den Lagerelementen ein höheres Widerstandsmoment aufweist. Dadurch wird eine weitere Versteifung der Siegelvorrichtung quer zu den Lagerelementen erzielt.
  • Durch die Verwendung eines Materials mit relativ geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten für das wenigstens eine Verbindungselement lässt sich beispielsweise auch nach längerem Betrieb ein nahezu konstanter Siegelspalt erzielen, so dass Nachjustierungen minimiert werden.
  • Wenn das wenigstens eine Schraubenelement zur Einstellung des Siegelspaltes auf der dem wenigstens einen Verbindungselement gegenüberliegenden Seite der Wellen angeordnet ist lässt sich einerseits aufgrund des großen Hebelarmes zwischen dem Verbindungselement und dem Schraubenelement eine sehr feine Einstellung des Siegelspaltes erzielen, zum anderen sind die erforderlichen Drehmomente zum Verstellen der Schraubenelements reduziert.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Siegelvorrichtung und
  • 2 eine teilweise geschnittene, vereinfachte Seitenansicht auf die Vorrichtung nach 1.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 10 dient zum Quersiegeln und Abtrennen von zwischen zwei Folienbahnen 1, 2 abgepackten Gegenständen 3 in Einzelpackungen. Bei den Gegenständen 3 kann es sich beispielsweise um Bonbons oder ähnliches handeln. Die Vorrichtung 10 ist Bestandteil einer Verpackungsmaschine, insbesondere einer sogenannten horizontal arbeitenden Schlauchbeutelmaschine.
  • Die Vorrichtung 10 weist eine obere Siegelwalze 11 und eine untere Siegelwalze 12 auf. Die obere Siegelwalze 11 ist zwischen zwei oberen Lagerplatten 13, 14 in einer oberen Welle 8 drehbar angeordnet, und wird mittels eines nicht dargestellten Antriebs kontinuierlich im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Eine obere Quertraverse 15 dient der Verbindung der beiden oberen Lagerplatten 13, 14 sowie der zusätzlichen Versteifung. Die untere Siegelwalze 12 ist zwischen zwei unteren Lagerplatten 17, 18 in einer unteren Welle 9 drehbar gelagert und z. B. mittels desselben Antriebs wie die obere Siegelwalze 11 im Uhrzeigersinn kontinuierlich drehbar. Auch die beiden unteren Lagerplatten 17, 18 können mittels einer (nicht dargestellten) Quertraverse oder ähnlichem zusätzlich miteinander verbunden bzw. versteift sein.
  • Die beiden Siegelwalzen 11, 12 weisen jeweils vier, um 90° zueinander versetzt angeordnete Paare von beheizbaren Siegelflächen 20, 21 bzw. 23, 24 auf, zwischen denen jeweils ein Trennmesser 26, 27 angeordnet ist. Die Trennmesser 26, 27 dienen zum Abtrennen der Einzelpackungen von den Folienbahnen 1, 2. Selbstverständlich ist es auch denkbar, Siegelwalzen ohne Trennmesser (mit dann jeweils durchgehenden Siegelflächen) vorzusehen. In diesem Fall werden auf einer separaten Trenneinrichtung Packungen abgetrennt.
  • Die Siegelwalzen 11, 12 sind so zueinander ausgerichtet, dass bei deren Umlauf die jeweiligen Siegelflächen 20, 21 und 23, 24 miteinander in Deckung kommen, so dass dann die Folienbahnen 1, 2 unter Einwirkung von Wärme und Druck miteinander verschweißt werden. Je nach Material und Dicke der Folienbahnen 1, 2 ist für den Schweißvorgang die Einstellung eines bestimmten Siegelspaltes S erforderlich, welcher als Minimalabstand zwischen den Siegelflächen 20, 21 der oberen Siegelwalze 11 und 23, 24 der unteren Siegelwalze 12 definiert ist. Um den Siegelspalt S anzupassen, ist die Vorrichtung 10 auf besondere Art und Weise ausgebildet. So sind die eine obere Lagerplatte 13 und die eine untere Lagerplatte 17 bzw. die andere obere Lagerplatte 14 und die andere untere Lagerplatte 18 mittels jeweils eines stabförmigen, im Querschnitt rechteckigen Verbindungselements 29, 30 miteinander verbunden, wobei die Verbindungselemente 29, 30 vorzugsweise senkrecht zur Zeichenebene der 2 eine größere Breite aufweisen als in der Ebene der Lagerplatten 13, 14, 17, 18.
  • Die Verbindungselemente 29, 30 bestehen aus einem Material mit relativ geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten, zum Beispiel aus Ni36. Dadurch lässt sich auch bei sich ändernden Temperaturen, zum Beispiel aufgrund der Erwärmung der Bauteile nach längerem Betrieb, ein weitgehend konstanter Siegelspalt S bewirken. Die Verbindungselemente 29, 30 sind lediglich an ihren jeweiligen Endbereichen mittels Schrauben 31, 32 mit den oberen Lagerplatten 13, 14 bzw. den unteren Lagerplatten 17, 18 verbunden. Wesentlich ist, dass die Verbindungselemente 29, 30 außerhalb ihres Befestigungsbereichs an den oberen Lagerplatten 13, 14 bzw. unteren Lagerplatten 17, 18 als Biegebalken wirken. Durch diese Ausbildung der Verbindungselemente 29, 30 lässt sich der erforderliche Siegelspalt S, wie am besten anhand der 2 ersichtlich ist, einstellen. Dazu weisen die oberen Lagerplatten 13, 14 jeweils einen oberen Fortsatz 33 und die unteren Lagerplatten 17, 18 jeweils einen unteren Fortsatz 34 auf, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungselemente 29, 30 befinden. In dem oberen Fortsatz 33 ist jeweils eine durchgehende Gewindebohrung 36 ausgebildet, in die eine Druckschraube 37 eingedreht ist, deren unteres Ende sich gegen den unteren Fortsatz 34 abstützt. An der Auflagestelle der Druckschraube 37 an dem unteren Fortsatz 34 kann beispielsweise eine (nicht dargestelltes) harte und verschleißfeste Auflage vorgesehen sein. Eine Kontermutter 38 dient der Fixierung der Druckschraube 37 in der Gewindebohrung 36.
  • Wie am besten anhand der 2 erkennbar ist, werden beim Einschrauben der Druckschrauben 37 die oberen Lagerplatten 13, 14 um die Verbindungselemente 29, 30 nach oben weggeschwenkt, wobei die Verbindungselemente 29, 30 als Biegebalken wirken und um ihre neutrale Faser 39 gebogen werden. Der besseren Erkennbarkeit der Durchbiegung der Verbindungselemente 29, 30 wegen ist die Durchbiegung der Verbindungselemente 29, 30 in der 2 stark übertrieben dargestellt. Gleichzeitig erkennt man, dass mit zunehmender Einschraubtiefe der Druckschrauben 37 sich der Siegelspalt S vergrößert. Von Vorteil ist es, wenn bereits bei dem kleinstmöglichen sinnvollen Siegelspalt S die Verbindungselemente 29, 30 verbogen bzw. elastisch vorgespannt sind, so dass die oberen Lagerplatten 13, 14 gegen die unteren Lagerplatten 17, 18 verspannt sind. Dadurch ergibt sich eine besonders steife Einheit.
  • Zur weiteren Versteifung der Vorrichtung 10 dienen Führungseinrichtungen 40, welche jeweils zwischen einer oberen Lagerplatte 13, 14 einer unteren Lagerplatte 17, 18 nahe der Fortsätze 33, 34 angeordnet sind. Dazu weist jede Führungseinrichtung 40 eine Führungsplatte 42 auf, welche mittels einer Schraube 43 in der unteren Lagerplatte 17, 18 drehbar gelagert ist. Zumindest auf der den oberen Lagerplatten 13, 14 zugewandte Seite weist jede Führungsplatte 42 einen Führungssteg 44 auf, welcher in eine längliche Nut 45 einer Führungsnuss 46 eingreift und in dieser spielfrei geführt ist. Die Führungsnuss 46 ist in einer entsprechenden Ausnehmung 47 der oberen Lagerplatte 13, 14 drehbar angeordnet. Beim Verstellen des Siegelspalts S, bei dem sich der Abstand zwischen den oberen Lagerplatten 13, 14 und den unteren Lagerplatten 17, 18 verändert, wird der Führungssteg 44 innerhalb der Nut 45 geführt, wobei eine Relativbewegung zwischen der Führungsplatte 42 und der Führungsnuss 46 ermöglicht wird. Die Führungseinrichtung 40 bewirkt, dass Bewegungen der oberen Lagerplatte 13, 14 bzw. der unteren Lagerplatte 17, 18 senkrecht zur Zeichenebene der 2 sowie senkrecht zur Nut 45 aufgrund beispielsweise von auf die Vorrichtung 10 einwirkenden Torsionsmomenten vermieden werden, wodurch sich eine weitere Versteifung der Vorrichtung 10 ergibt.
  • Zusätzlich ermöglicht die Vorrichtung 10 eine Feineinstellung des Siegeldruckes. Dazu dient jeweils eine Siegeldruckeinstelleinrichtung 50, welche im Bereich der Fortsätze 33, 34 angeordnet ist. Die Siegeldruckeinstelleinrichtung 50 umfasst jeweils einen gabelförmigen Träger 51, dessen oberes Ende mittels eines (gesicherten) Stiftes 52 in dem oberen Fortsatz 33 drehbar gelagert ist. Der Träger 51 übergreift den unteren Fortsatz 34 und mündet einstückig in einer Gewindestange 54, welche ihrerseits am (nicht dargestellten) Gestell der Vorrichtung 10 verankert ist. Weiterhin ist eine Rändelmutter 55 vorgesehen, welche verstellbar auf der Gewindestange 54 angeordnet ist. Zwischen der Rändelmutter 55 und einer ringscheibenförmigen Gegenplatte 53, welche von der Gewindestange 54 durchdrungen ist, und die sich gegen den unteren Fortsatz 34 abstützt, ist eine Druckfeder 56 angeordnet. Beim Verdrehen der Rändelmuttern 55 in Richtung der unteren Fortsätze 34 wird durch die Verkürzung des Abstandes zur Gegenplatte 53 eine höhere Druckspannung in den Druckfedern 56 erzeugt, was eine zusätzlichen Zugkraft auf die oberen Lagerplatten 13, 14 in Richtung der unteren Lagerplatten 17, 18 bewirkt, welche die Siegelkraft zwischen den Siegelwalzen 11, 12 erhöht.
  • Die oben beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist beispielsweise eine zentral angeordnete Einrichtung zur Verstellung des Siegeldruckes denkbar. Auch kann anstatt zweier stabförmiger Verbindungselemente 29, 30 beispielsweise ein einzelnes Verbindungselement, welches als Biegebalken wirkt, verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 3074214 [0002]

Claims (8)

  1. Siegelvorrichtung (10) in einer Verpackungsmaschine, mit zwei in Lagerelementen (13, 14, 17, 18) auf Wellen (8, 9) angeordneten, beheizbaren Siegelwalzen (11, 12), zwischen denen ein Siegelspalt (S) für ein aus mehreren Schichten (1, 2) bestehendes, siegelfähiges Packstoffband ausgebildet ist, wobei die Lagerelemente (13, 14, 17, 18) mittels wenigstens eines Verbindungselementes (29, 30), das beabstandet zu den Wellen (8, 9) angeordnet ist, miteinander verbunden sind, und wobei der Siegelspalt (S) mittels wenigstens eines Schraubenelements (37) verstellbar ist, welches sich beabstandet zu dem wenigstens einen Verbindungselement (29, 30) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) als Biegebalken ausgebildet ist.
  2. Siegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) an seinen Endbereichen mit den Lagerelementen (13, 14, 17, 18) starr verbunden und in den nicht mit den Lagerelementen (13, 14, 17, 18) verbundenen Bereichen auslenkbar ist.
  3. Siegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) stabförmig ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei dessen Widerstandsmoment senkrecht zu den Lagerelementen (13, 14, 17, 18) höher ist als in Richtung der Weilen (8, 9).
  4. Siegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) aus einem Material mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten, zum Beispiel aus Ni36 besteht.
  5. Siegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schraubenelement (37) auf der dem wenigstens einen Verbindungselement (29, 30) gegenüberliegenden Seite der Wellen (8, 9) angeordnet ist.
  6. Siegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Siegeldruckes wenigstens eine Druckfeder (56) vorgesehen ist, deren Vorspannung mittels eines Einstellelements (55) veränderbar ist.
  7. Siegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (13, 14, 17, 18) auf der dem wenigstens einen Verbindungselement (29, 30) abgewandten Seite mittels wenigstens einer zusätzlichen Führungseinrichtung (40) miteinander gekoppelt sind.
  8. Siegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (29, 30) bereits bei dem kleinsten Siegelspalt (S) vorgespannt ist.
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