DE2601482A1

DE2601482A1 - Schweiss- und schneidevorrichtung fuer verpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE2601482A1
Application number: DE19762601482
Authority: DE
Inventors: Aris Ballestrazzi; Lamberto Tassi; Gianni Tosarelli
Original assignee: SITUNO HOLDING
Current assignee: SITUNO HOLDING
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US4019307A; NL183639B; GB1496312A; FR2297773B1; NL183639C; NL7600448A; IT1028456B; DE2601482C2; FR2297773A1; CA1046395A

Description

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SITUNO HOLDING S.A., LUXEMBOURG

»SCHWEISS-UND SCHNEIDEVORRICHTUNG FUR VERPACKUNGSMASCHINEN»

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue und verbesserte Schweiss-und Schneidevorrichtung für Verpackungsmaschinen.

Es sind Verpackungsmaschinen bekannt, bei denen die nacheinander auf einem Förderband zugeführten und von einer kontinuierlichen Schlauchfolie aus Kunststoff (meistens durch Umbördeln der Ränder

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einer ebenen Folie erhalten) umhüllten Erzeugnisse mit entsprechenden, geschlossenen Hüllen versehen werden, die voneinander mit Hilfe von zweckmässigen Vorrichtungen getrennt werden, die dazu geeignet sind, mit einem Arbeitsgang die Folie zwischen dem einen und dem folgenden Erzeugnis abzuschneiden und die Enden der Folie an den beiden Seiten des so bewerkstelligten Schnittes zu verschwelssen.

Derartige Vorrichtungen bestehen üblicherweise aus einem Schweissstab und einem Gegenschweissstab, oder Amboss, die gegenüber der zu verschweissenden Folie an entgegenliegenden Seiten angeordnet und aneinander angenähert werden können, um eine vorläufige Bedingung für den Schweissverbund und das Abtrennen der dazwischenliegenden Folie zu ve rwi rkli chen.

Zu dieser Kategorie gehört die im italienischen Patent Nr. 858.011 beschriebene Schweiss-und Schneidevorrichtung, die spezifisch darauf ausgerichtet ist, das Problem bei der Ausführung des Verschweissens und des Abtrennens mit dem sich in Bewegung befindlichen Förderband und daher der Folie zu lösen.

Diese letztere Vorrichtung beruht auf eiaer- zweckmässigen Kombination einer horizontalen Hin-und Herbewegung eines Fahrgestelles in Richtung der Längserstreckung des Förderbandes und einer vertikalen Aufwärts- und Abwärtsbewegung eines von diesem Fahrgestell getragenen Schweissstabes (wodurch dieser Schweissstab gegenüber der Folie praktisch eine elliptische Bewegung ausführt), während ein, gleichfalls vom Fahrgestell getragener Gegenschweissstab (Amboss) unmittelbar unterhalb der zu verschweissemderi Folie un-

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beweglich bleibt. Neben zahlreichen Vorteilen besitzt diese Vorrichtung den NAchteil, dass sie sich nicht gut für die Verschweissung von Erzeugnisse mit verhältnismässig grosser Höhenabmessung umhüllenden Folien eignet. Da der Gegenschweissstab oder Amboss bewegungslos unterhalb der Folie bleibt, muss nämlich der bewegliche Schweissstab, bevor er zur Verschweissung mit der Folie in Eingriff kommt, den oberen Folienrand verspannen, um ihn dem unteren Folienrand anzunähern. Dies trägt einerseits dazu bei, dass das vorhergehende Erzeugnis auf unerwünschter Weise zurückweicht und folglich auf gleichfalls unerwünschter Weise eirie Runzelbildung des unteren Folienrandes zwischen den nacheinanderfolgenden Erzeugnissen hervorgerufen wird, und andererseits, dass eine beträchtliche Spannung des oberen Folienrandes zur Folge hat, dass der Schweissstab ein vollständiges Abtrennen der Folie verursacht bevor er die Schweissung des unteren und oberen Folienrand ausgeführt hat ^wodurch die um die Erzeugnisse gelegten Hüllen offen bleiben).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Schweiss-und Schneidevorrichtung, die sich in gleicher Weise gut für Erzeugnisse mit einer beliebigen Höhenabmessung eignet.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit Hilfe einer Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sowohl der Schweissstab als auch der Amboss mit einer vertikalen Aufwärts- und Abwärtsbewegung zwischen einer Ruhe-und gegenseitig angenäherten Stellung und einer gegenseitig angenäherten Eingriffsstellung betätigt werden können.

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Während bei dem angegebenen Patent sich nur der Schweissstab bewegt und zwischen den Erzeugnissen einschiebt und der Gegenschweissstab unterhalb der Folie bewegungslos bleibt, bewegen sich erfindungsgemäss sowohl der Schweissstab als auch der Amboss zueinander, wobei in der Folie ein sehr kleiner Spannungszustand vorliegt, der von den oben erwähnten Mängeln praktisch frei ist.

Die Höhenlage, bei der die gegenseitige Eingriffsstellung des Schweissstabes und des Ambosses zustande kommt, ist vorzugsweise einstellbar, so dass die Vorrichtung an Erzeugnissen jedenfalls veränderlicher Höhe rasch anpassbar ist. Während die Ruhestellung des Gegenschweissstabes oder Ambosses normalerweise jene unmittelbar unterhalb der zu verschweissenden Folie sein wird, kann die Ruhestellung des Schweissstabes der Eingriffsstellung des Gegenschweissstabes entsprechend (und in diesem Fall wird der Hub des Schweissstabes konstant gehalten) geändert werden oder konstant gehalten werden (und in diesem Fall wird der Hub des Schweissstabes geändert).

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 schematisch i-n Perspektive die wesentlichen Elemente einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Figur 2 in der Form einer Einzelheit die Möglichkeit, die Einstellung der Eingriffsstellung zwischen dem Schweiss-

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stab und dem Gegenschweissstab erhalten zu können;

Figur 3 eine weitere Einzelheit der Vorrichtung aus den Figuren 1 und 2;

Figuren 4 und 5 zwei verschiedene Wirkungsweisemöglichkeiten der Vorrichtung aus den Figuren 1 und 2;

Figur 6 ein Schaubild der verschiedenen Verhaltensmöglichkeiten der Vorrichtung und insbesondere des Schweissstabes und des Gegenschweissstabes in Abhängigkeit der ausgeführten Einstellung;

Figuren 7 und 8 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen eine verschiedene Einstellungsart, die dazu verwendet werden kann, um die EingriffStellungshöhe zwischen dem Schweissstab und Gegenschweissstab ändern zu ,können;

Figur 9 eine schaubildliche Darstellung der mit den Einstellungsmitteln der Figuren 7 und 8 erzielbaren Ergebnisse.

In Figur 1 ist ein Förderband 1 einer Verpackungsmaschine dargestellt, auf dem die zu verpackenden Erzeugnisse transportiert werden. Die Erzeugnisse sind nacheinander mit regelmässigen Abständen auf dem Förderband 1 angeordnet und schon in einer kontinuierlichen Schlauchfolie aus Kunststoff eingewickelt (man betrachte die Figuren 4 und 5> wo mit 2 die Erzeugnisse, mit 3 die Folie und mit dem Pfeil 4 die Vorschubsrichtung des Förderbandes 1 angegeben sind.

An den beiden Seiten des Förderbandes 1 sind zwei festliegende;, horizontale Führungen 5 vorgesehen, in denen ein in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 6 angegebenes

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Fahrgestell geführt wird. Das Fahrgestell 6 besteht aus zwei, miteinander starr verbundenen Seitenplatten 7 und aus drei frei beweglichen Rollen 8, 9 und 10, um die das Förderband 1 in der in den Figuren 4 und 5 klar dargestellten Weise gelegt ist, d.h. derart, dass das Förderband 1 zeitweise abgelenkt wird, um den Schweissbereich zu vermeiden,der durch einen Schweissstab 11 und einem Amboss oder Gegenschwexssstab 12 gebildet wird. Die beiden Stäbe 11 und 12 werden vom Fahrgestell 6 derart getragen, dass sie vertikal zur gegenseitigen Annäherung und Entfernung beweglich sind. Der Schweissstab 11 befindet sich oberhalb der zu verschweissenden Folie und der Stab 12 bildet den Gegenschwexssstab oder Amboss, der sich unterhalb der Folie befindet. Der Schweissstab 11 ist in an und für sich bekannter Weise ausgeführt und besteht grundsätzlich aus einem elektrischen Heizdraht, der dazu fähig ist, die vollständige Trennung der Folie und die gleichzeitige Schweissung der Folienenden an den Seiten des erwähnten Schnittes zu bewerkstelligen ο

Zur Steuerung der Bewegungen des Fahrgestelles 6 ist ein elektrischer Motor 13 mit einem Getriebemotor 14 vorgesehen, der den Vorschub des Förderbandes 1 steuert und mit Hilfe einer Kette 15 einer einen Exzenter 17 tragenden Welle 16 eine kontinuierliche Umlaufbewegung erteilt/ Der Exzenter 17 ist mit Hilfe einer Zugstange 18 mit einem an einer zweiten Welle 20 befestigten Hebel 19 verbunden. - 6 -

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Die Welle 20 wird so um ihre eigene Achse verschwenkt. Genauer genommen trägt der Hebel 19 eine Schraube 21, die einen im Hebel selbst geführten Gleitstein 22 durchquert. Bei einer Drehung der Schraube 21 ist es möglich den Gleitstein 22 derart zu verschieben, dass der von der Achse der Welle 20 entfernt oder derselben angenähert wird. Da die Zugstange 18 am Gleitstein 22 angelenkt ist, liegt es nahe, dass bei einer Einwirkung auf die Schraube 21 es möglich ist, die Schwenkweite der Welle 20 und daher die Laufstrecke des Fahrgestelles 6 einzustellen, das mit der Welle 20 mit Hilfe von zwei Paaren von gelenkigen Hebeln 23 und 24 verbunden ist.

Der Schweissstab 11 wird seinerseits von einem Mechanismus gesteuert, der einen pneumatischen Zylinder 25 (gegebenenfalls mit einer anderen Antriebsmittelart ersetzbar) umfasst, der dazu fähig ist, mit Hilfe einer Kurbel 26 die Schwenkbewegung einer Welle 27 zu steuern, mit der zwei Kurbeln 28 verbunden sind, die mit den Enden des Schweissstabes 11 mittels Stangen 29 verbunden sind, in denen Federn 30 eingefügt sind, die dazu fähig sind, die gewollte Differenz zwischen der vom Schweissstab 11 ausführbaren Laufstrecke und der andernfalls von den Kurbeln 28 gesteuerten Laufstrecke auszugleichen.

Dieselbe verschwenkbare Welle 27 ist auch für die Betätigung des Gegenschweissstabes 12 zuständig, der mittels Stangen 31 und 49 mit an der Welle 33 festliegenden Kurbeln 32 verbunden ist. An der Welle 33 sind auch Kurbeln

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fest angebracht, die jeweilige Rollen 35 tragen, die gleitbar in dazu geeigneten Längsdurchbrechungen 30 geführt werden, die in an der Welle 27 exzentrisch befestigten Büchsen 36 ausgenommen sind.

Wie aus den Figuren 1 und 2 entnehmbar, können die Rollen 35 in den Durchbrechungen der Büchsen 36 verschieden gestellt werden und dies in Abhängigkeit einer Höheneinstellung der Welle 27. Diese Höheneinstellung ist durch die Betätigung einer Einstellschraube 37 mittels einer Kurbel 38 ausführbar und hat zur Folge, dass die Welle 27 mit den Rollen 35 (Figur 1)fluchtet oder sich in verschiedenen Stellungen oberhalb derselben (Figur 2, wo der Pfeil 39 die Fluchtabweichung angibt) befindet, was bedeutet, dass im ersten Fall die Schwenkbewegung der Welle 27 keinen Einfluss auf die Welle 33 ausübt und der Gegenschweissstab 12 in seiner Ruhestellung unmittelbar unterhalb der Folie 2 bewegungslos bleibt, während der Schweissstab sich hingegen der Folie solange annähert bis eine Eingriffsbedingung verwirklicht wird, die die Schweissung und die Abtrennung der Folie ermöglicht (Lösung, die für die Verpackung, wie in Figur 4, für Erzeugnisse kleiner Höhenabmessung ergriffen wird). Xm zweiten Fall wird hingegen die Schwenkbewegung der Welle 27, die die eigene Schwingungsweite beibehält, jedoch die eigenen Grenzen in Abhängigkeit der mittels der Schraube 37 erfolgten Einstellung ändert, von einer analogen Schwenkbewegung der Welle 33 um die eigene Achse herum und daher des Gegen-

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schweissstabes 12 zwischen der erwähnten Ruhestellung und einer angehobenen, wie zum Beispiel jener in Figur 5 gezeigten Stellung begleitet.

Bei Betrachtung der Kombination der dem Fahrgestell 6, dem Schweissstab 11 und dem Gegenschweissstab 12 erteilten Bewegungen, liegt es nahe, dass, während das Fahrgestell 6 horizontale Schwenkbewegungen einstellbarer Weite mit Hilfe der Schraube 21 ausführt, der Schweissstab 11 vertikale Schwenkbewegungen konstanter Weite zwischen zwei veränderbaren Endstellungen, einer angehobenen Ruhestellung und einer abgesenkten Eingriffsstellung für den Schweissvorgang mit dem Gegenschweissstab 12, ausführt. Dieser letztere bleibt seinerseits in der abgesenkten Ruhestellung bewegungs-los oder führt gleichfalls vertikale Schwenkbewegungen veränderlicher Weite zwischen der erwähnten Ruhestellung und einer angehobenen Eingriffsstellung mit dem Schweissstab 11, je nach der auf die Schraube 37 (Figuren 1, 2, 4 und 5) zurückzuführende Eia-. Stellung aus. In der Figur 6 zeigen die Geraden A und B jeweils die Veränderungen der Eingriffsstelle zwischen den Stäben 11 und 12 und der Stelle der maximalen Anhebung des Schweissstabes 11 in Abhängigkeit der erfolgten Einstellung, wobei Figur 1 den Zustand von Koordinaten 0,0 zeigt, bei denen die Achse der Rollen 35 Jsit j'ener der Welle 27 zusammenfällt und der Gegenschweissstab 12 sich demzufolge unmittelbar unterhalb der Folie (Figur 4) befindet. Die Pfeile C,D und E zeigen ihrerseits die ver-

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änderliche Weite der vom Gegenschweissstab, je nach der erfolgten Einstellung zurückgelegten Wegstrecke und der vierte Pfeil F gibt die konstante Weite der vom Schweissstab 11 gleichzeitig zurückgelegten Wegstrecke an.

Als Folge führt der Schweissstab 11 gegenüber dem Förderband 1 eine periodische Bewegung mit elliptischer Laufstrecke aus, die die Vorschubbewegung des Förderbandes während des Abschnittes der grössten Absenkung des Schweissstabes 11 begleitet, wobei dadurch dieser letztere mit dem Gegenschweissstab 12 für eine genügend lange Zeit in Berührung bleibt, um eine einwandfreie Ausführung der Schweissung und der Abtrennung der Folie zu gewährleisten. Seinerseits bewegt sich der Gegenschxieissstab nur horizontal zusammen, mit dem Fahrgestell 6 oder führt auch er gegenüber dem Förderband 1 eine periodische Bewegung mit einer elliptischen Wegstrecke aus, die dieselben Merkmale wie die Laufbahn des Schweissstabes aufweist. Dies erlaubt, die Merkmale des oben erwähnten Patentes Nr. 858.011 beizubehalten und gleichseitig eine Höhenveränderung der Eingriffsteilung zwischen den Schweissstab und dem Qegenschweissstab sicherzustellen„ Diese mögliche Höhenveränderung erlaubt eine einwandfreie Anpassung der Vorrichtung an die Schweissung von Folien zur Verpackung von Erzeugnissen verschiedener Höhenabmessung (Figuren 4 und 5)·

Es ist zu bemerken, dass als Folge der veränderlichen Höhenabmessimg der zu verpackenden Erzeugnisse, es angesichts der Leistungsfähigkeit der Verpackungsmaschine zweckmässig

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sein kannte, die Vorschubgeschwindigkeit des Förderbandes 1 von einem zum anderen Haie zu ändern. Dies macht jedoch eine angemessene Anpassung des Anfangs der Abwärtsbewegungen des Schweissstabes 11 erforderlich, und zwar im Sinnejdass dieser Anfang verstellt werden muss. Da dieser Anfang dieser Abwärtsbewegungen, wie üblich, durch den periodischen Eingriff einer Kurvenscheibe 40 mit einem Mikroschalter 41 zur Betätigung des Zylinders 25 (Figur l) festgelegt wird, wurde es erfindungsgemäss als vorteilhaft gefunden, die Stellung des Mikroschalters 41 in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit des Motors 13 zu ändern. Dies wurde in der Praxis dadurch erreicht, dass der Mikroschalter 41 an einem an der Welle 26 angelenkten Hebel 42 angebracht und mit Hilfe einer Stange dieser Hebel 42 mit einem zweiten Hebel 44 verbunden wurde, dessen Stellung von der Drehzahl des Motors 13 mit Zwischenschaltung eines geeigneten Geschwindigkeit- Stellung-Gebers 45 (Figur 3) abhängig geÄacht wurde. Wie aus derselben Figur 3 entnehmbar, winddie veränderliche Stellung des Hebels 44 auch mit Hilfe einer Stange 46, eines Hebels 47 und eine* Stromreglers 48 zur Erhöhung der Antriebsgeschwindigekit des Zylinders 25, und daher der Stangen 11 und 12 bei Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 1 ausgenutzt·

In den Figuren 7 und 8 wird schliesslich in verschiedenen Betriebsstellungen eine verschiedene Lösung gezeigt, die zur Erzielung der gewünschten Veränderung der Eingriffstellung zwischen dem Schweissstab Il und dem Gegensehweiss-

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stab 12 anwendbar ist. Biese Lösung sieht einen Hebel
50 vor, dessen Drehpunkt 51 von der in Figur 7 gezeigten, mi dem Angriffspunkt der Kraft am Gegenschweissstab 12
zusammenfallenden Stellung in eine verschiedene Stellung, z.B. in jene aus Figur 8 (der Pfeil S5 gibt die Verschiebung an) versetzt werden kann. Werden 53 als der Kräfteangriffspunkt des Zylinders 25 und 54 der Kräfteangriffspunkt am Schweissstab 11 angesehen, so liegt es nahe (und Figur 9 macht es klar), dass bei allmählicher Verschiebung des Drehpunktes 51 von der Stellung aus Figur 9 die
vertikale Wegstrecke des Gegenschwexssstabes 12 (Linie A¹ in Figur 9) allmählich zunimmt und in entsprechender
Weise jene des Schweissstabes 11 abnimmt, dessen Stelle
der maximalen Abhebung nun konstant bleibt (Linie B* in
Figur 9). So wird auch auf diese Weise das grundsätzliche Ergebnis der Veränderung der Höhe der Schweisseingriffstellung zwischen dem Schweissstab und dem Amboss oder Gegenschweissstab erzielt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. f Schweiss- und Schneidevorrichtung für Verpackungsmaschinen nach der Art, bei der die zu verpackenden Erzeugnisse auf einem Förderband angeordnet und von einer kontinuierlichen Schlauchfolie aus Kunststoff umhüllt sind und die aus einem in der Richtung der Längserstreckung des Förderbandes horizontal hin- und herbewegten Fahrgestell und einem Schweissstab und einem Gegenschweissstab oder Amboss, die gegenüber der Schlauchfolie an gegenüberliegenden Seiten getragen werden und aneinander angenähert werden könne),um eine vorläufige Bedingung für den Schweissverbund und das Abtrennen der dazwischenliegenden Folie zu verwirklichen und aus Mitteln zur zeitweiligen Umlenkung des Förderbandes im Bereich dieses Fahrgestelles zur Vermeidung der Durchquerung des Förderbandes zwischen dem Schweissstab und dem Amboss,besteht dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Schweissstab als auch der Amboss mit einer vertikalen Aufwärts-?und Abwärtsbewegung zwischen einer Ruhe- und gegenseitig entfernten Stellung und der gegenseitig angenäherten Eingriffstellung betätigt werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Höheneinstellung der gegenseitigen Eingriffsstellung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet

durch erste Antriebsmittel, die dazu fähig sind)

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dem Amboss eine vertikale Aufw&rts-und Abwärtsbewegung zwischen einer Ruhestellung unmittelbar unterhalb der Schlauchfolie und einer angehobenen veränderlichen Stellung zu erteilen, und zweite Antriebsmittel, die dazu fähig sind, dem Schweissstab eine vertikale Aufwärts-und Abwärtsbewegung zwischen einer angehobenen Ruhestellung und einer abgesenkten Schweiss-und Schneideeingriffsstellung mit dem Amboss in angehobener Stellung zu erteilen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, dass die vertikale, dem Schweissstab erteilte Aufwärts-und Abwärtsbewegungeine konstante Weite aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurchgekennzei chnet, dass die ersten und zweiten Antriebsmittel jeweilige Wellen umfassen, die mit einer alternierenden Umlaufgeschwindigkeit versehen und ateinander derart verbunden, sind, dass eine, der Steuerwelle des Schweissstabes erteilte Schwenkbewegung konstanter Weite eine Schwenkbewegung der Steuerwelle des Ambosses mit einer Weite erzeugt, die mit der Änderung des Abstandes zwischen den Achsen der beiden Wellen veränderlich ist«

6_O Vorrichtung mach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale, dem Schweissstab erteilte Amfwärts-iaad Abwärtsbewegung eine Weite besitzt, die zu jener des Ambosses komplementär veränderlich ist.

7g Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kenn zeichnet, dass die ersten lind zweiten Antriebsmittel einen mit einem versetzbaren Drehpunkt versehenen Hebel umfassen, der dazu, fähig ist, dem Schweissstab und dem Amboss eine einzige Steuerung zu übertragen. 609830/0288