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Maschine zur Herstellung mehrerer Kunststoffbeutel aus
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einer oder mehreren Folienbahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung mehrerer Kunststoffbeutel
aus einer gefalteten Folienbahn oder mehreren aufeinanderliegenden Folienbahnen.
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In modernen Maschinen zur Konfektionierung von Kunststoffbeuteln aus
gefalteten Folienbahnen werden die hintere Schweißnaht des in der Folienbahn vordersten
Beutels und die vordere Schweißnaht des in der Reihe nächst folgenden Beutels zur
Erhöhung der Herstelltaktfrequenz zwischen einem Schweißbackenpaar gleichzeitig
gebildet. Vo allem die Erhöhung der Beutel-erstellungsgeschwindigkeit durch Verkürzung
der Schweißtakte führt zu einer Wellen- bzw. Faltenbildung im Bereich der von Schweißnähten
begrenzten Beutelränder und damit zu einem uneinheitlichen und unbefriedigenden
Aussehen des fertigen Produkts. Die Erhöhung der Taktgeschwindigkeit bei der Bildung
der Verbindungsschweißnähte beeinträch tigt bei herkömmlichen Maschinen auch die
Qualität der Schweißnähte, die den für bestimmte Füllprodukte erforderlichen dichten
Abschluß des Beutels nicht gewährleisten konnten. Das Problem mangelnder Dichtheit
und
Festigkeit der Schweißnähte gab vor allem in den Fällen Anlaß
zur Erhöhung der Verweilzeit bei der Bildung der Schweißnähte, wenn die Schweißnähte
unmittelbar nach ihrer Bildung in einer Abfüllstation durch das in den Beutel abgefüllte
flüssige oder rieselfähige Gut belastet werden.
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In einer Abfüllstation werden die Kopfschweißnaht des mit dem Gut
gerade gefüllten vordersten Beutels und die Bodenschweißnant des in der Folienbahn
nachfolgenden Beutels gleichzeitig gebildet und der Folienbahnstrang nach Öffnen
der Doppelschweißbacken um die Länge des gefüllten Beutels abgesenkt. Dieses Absenken
erfolgt unten durch das Eigengewicht des gefüllten Beutels, während die Folienbahn
mit Hilfe eines herkömmlichen Rollenabzugs zwischen die geöffneten Querschweißbacken
nachgeschoben wird. Häufig ergeben sich Verzögerungen des Arbeitstaktes auch dadurch,
daß die Folienbahn an den aufgesteuerten Querschweißbacken kleben bleibt und durch
das Eigengewicht des gefüllten vordersten Beutels nicht oder nur zeitverzögert von
den Querschweißbacken abgerissen werden kann. Dies bedingt in jedem Falle eine Störung
des Produktionsflusses und unter Umständen sogar das Eingreifen einer Bedienungsperson
zum Abreißen einer an einer Querschweißbacke haftenden Fol ienaußenseite.
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Hier greift die Erfindung ein. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die
Maschine zur Herstellung mehrerer Kunststoffbeutel aus einer gefalteten Folienbahn
oder mehreren aufeinanderliegenden Folienbahnen so zu verbessern, daß die bisher
als gegenläufig und unvereinbar angesehenen Bedingungen des schnellen Produktionstaktes
und der hohen Qualität und Einheitlichkeit aller Schweiljnähte selbst dann erfüllt
sind, wenn die Schweißnähte bereits unmittelbar nach ihrer Bildung beispielsweise
durch das Füllgut belastet werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 vor.
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Mit Hilfe des zusätzlichen Backenpaars werden alle Querschweißnähte
und insbesondere das aus dem vorausgegangenen Schweißvorgang noch relativ weiche
Siegelungsmaterial verfestigt, stabilisiert und in der Mittelebene, also in der
Ebene der Folienbahn ausgerichtet und geglättet. Da die Schweißbacken und das zusätzliche
Backenpaar im Gleichtakt geschlossen und geöffnet werden, findet bei jedem Beutel
die Verfestigung und Glättung der vordersten Schweißnaht, beispielsweise der Bodenschweißnaht,
gleichzeitig mit der Bildung der parallelen nachfolgenden Schweißnaht, beispielsweise
der Kopfschweißnaht statt, so daß die Produktionsdauer durch das zusätzliche Backenpaar
nicht erhöht wird. Vielmehr kann durch die Verwendung des zusätzlichen Backenpaars
die Verweilzeit des Beutelstrangs jeweils zwischen dem Schweißbackenpaar verkürzt
werden.
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Vorzugsweise ist die Trennvorrichtung zum Abtrennen des im Folienstrang
jeweils vordersten Beutels als Trennmesser ausgebildet und in der Zustellebene des
zusätzlichen Backenpaars in einer Backe geführt. Beim Schließen des zusatzlichen
Backenpaars werden die Kopfschweißnaht des gleichzeitig abgetrennten vordersten
Beutels und die Bodenschweißnaht des im Strang vordersten und mit Füllgut gefüllten
Beutels gleichzeitig verfestigt und geglättet.
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In der gemäß Anspruch 4 gekennzeichneten bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung sorgt eine mit dem Schweißbackenpaar synchron betätigte und unmittelbar
hinter diesem angeordnete Abzugsvorrichtung für ein zuverlässiges Abziehen des Folienstrangs
von dem Schweißbackenpaar. Unterbrechungen ds Produktionsflusses infolge
Klebens
des Folienbahnstrangs an den Schweißbacken sind auf diese eise zuverlässig verhindert.
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Zur Anpassung der Maschine an unterschiedliche Beutelgrößen ist die
Halterung der beiden Backenpaare vorzugsweise so ausgebildet, daß die beiden Backenpaare
mit einstellbarem gegenseitigen Abstand hintereinander festlegbar sind.
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In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, mit Hilfe eines zusätzlichen
Backenpaars einen zuvor zwischen zwei Schweißbacken gesiegelten Längsschweißnahtabschnitt
ähnlichen den Querschweißnähten zu verfestigen und zu glätten. Derartige zusätzliche
Backenpaare können als Kühlbackenpaare ausgebildet sein, wobei wenigstens eine Backe
mit einem an einen Kühlmittelkreislauf anschließbaren Kühlkanal versehen ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische
Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, die in einer kombinierten
Beutel-Konfektionierungs- und -Abfüllstation realisiert ist; und Fig. 2 eine schematische
Teildarstellung der Station gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils II, in der die wesentlichen
baulichen Merkmale der Erfindung gezeigt sind.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung dient zum Abfüllen
eines flüssigen oder schüttfähigen Füllguts in Beutel, die gleichzeitig aus einem
Kunststoffcllenstrang 1 hergestellt und in gefülltem Zustand geschlossen werden.
Der aus einer mittig ge--falteten Folienbahn bestehende Folienstrang wird -oben
der
Verarbeitungsstation zugeführt und über ein Dosierrohr 2 gezogen. Das Dosierrohr
greift von der Seite her in den Spalt zwischen die zunächst noch unverschweißten
Ränder der Folienbahn 1 ein.
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Hinter der Eintrittsstelle ist das Dosierrohr2 in die mit der Vorschubrichtung
der Folienbahn zusammenfallende Längsrichtung des herzustellenden Beutelstrangs
bzw. -schlauchs abgebogen.
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Unterhalb der Einführstelle des Dosierrohrs werden die Folienränder
wieder zusammengeführt und zwischen Schweißbacken 3 unter Bildung einer Längsschweißnaht
4 parallel zur Mittelfaltung der Folienbahn verschweißt.
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Es empfiehlt sich, zur Beschleunigung der Aushärtung und zur Glättung
die Schweißnaht 4 unmittelbar nach dem Schweißen zu kühlen. Der auf diese Weise
hergestellte schlauchartige Folienstrang, der gemäß Darstellung in Fig. 1 das Abgabeende
des Füllrohrs 2 rings umschließt, kann durch eine Abzugsvorrichtung 5 in die Füllzone
6 geschoben werden. Das Füllrohr 2 ist mit einem Füllstutzen 7 abgeschlossen, in
welchem üblicherweise eine Siebanordnung vorgesehen ist.
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Mit Abstand neben dem Füllstutzen 7 ist eine Spreizvorrichtung 8 mit
symmetrisch angeordneten gebogenen Breithaltern angeordnet, die den schlauchartigen
Folienstrang 1 für den Füllvorgang und die nachfolgende Weiterverarbeitung mit cer
Herstellung von Querschweißnähten aufgespreizt hält.
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Unterhalb der Füllzone 6 ist eine Doppelbackenschweißvorrichtung 10
angeordnet, in der die Erfindung vor allem verwirklicht ist.
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Wie am bester in Fig. 2 zu sehen ist, weist die Vorrichtung 10 ein
Schweißbackenpaar 11, 11', eine unmittelbar unter dem Schweißbackenpaar angeordnete
Abzugsvorrichtung mit in einer Ebene quer zur Vorschubrichtung
A
federnd gegeneinander gedrängten Preßbacken 12, 12' und ein weiteres Backenpaar
13, 13' auf, wobei das weitere Backenpaar 13, 13' in einem der Länge des gefüllten
Beutels 100 etsprechenden Abstand unter dem Schweißbackenpaar 11, 11' angeordnet
ist. Die Backen sind paarweise im wesentlichen gleich ausgebildet. Eine Backe 11,
12 und 13 jedes Backenpaars ist an einem horizontal verschieblich gelagerten Halterahmen
14 gehaltert, während die andere Backe 11', 12' und 13' jedes Backenpaars an einem
dem ersten Halterahmen 14 gegenüberliegenden zweiten Halterahmen 14' angebracht
ist. Die Schweißbacken 11, 11' und die weiteren Backen 13, 13' sowie die den Preßbacken
12, 12' der Abzugsvorrichtung zugeordneten Schwenklagerachsen 15, 15' folgen in
jedem Arbeitstakt bei der Herstellung der Querschweißnähte eines Beutels 100 dem
horizontalen Bewegungsspiel der beiden Halterahmen 14 und 14', die selbst über getrennte
und gegenläufig verschobene Antriebsstangen bewegt werden.
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Zwischen den Schweißbacken 11 und 11' wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine durchgehende, relativ breite Querschweißnaht hergestellt, deren von der Mittelebene
17 aus nach oben gehende Hälfte zur Bodenschweißnaht eines nachfolgenden Beutels
und deren nach unten gehende Hälfte zur Verschluß-oder Kopf schweißnaht des im Folienstrang
1 vordersten und bereits gefüllten Beutels 100 verarbeitet wird.
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Das weitere Backenpaar 13, 13' ist als Doppelbackenpaar ausgebildet.
In der Mittelebene dieses Doppelbackenpaars 13, 13' ist ein Trennmesser 20 geführt,
das den gefüllten und mit der Verschluß- bzw. Kopfschwpi,riaht versehenen Beutel
101 von dem darüberliegenden Folienstrang 1 abtrennt. Das weitere Backenpaar
13,
13' sowie die Trennvorrichtung 20 sind an den ihnen zugeordneten Halterahmen 14,
14t höhenverstellbar festgelegt, um den Abstand zwischen dem Backenpaar 11, 11'
und dem Backenpaar 13, 13' den vorgesehenen Längsabmessungen des Beutels 100anzupassen.
Die Höhenverstellung erfolgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel über Haltezapfen,
die in den Halterahmen 14, 14' ausgebildete Schlitze bzw. Langlöcher 21 durchgreifen
und mit Hilfe geeigneter Muttern oder sonstiger Feststellelemente in der Sollstellung
im Schlitz 21 festgelegt werden können? (Fig. 1).
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Die Preßbacken 12, 12' der Abzugsvorrichtung sind jeweils an einem
Schwenkhebel 18 bzw. 18' um ihre Schwenkachse 15, 15' schwenkbar gelagert. Jeder
der Schwenkhebel weist einen im dargestellten Ausführungsbeispiels als Kolbenzylindervorrichtung
ausgebildeten Federpuffer mit einer Druckfeder 22 und einem im Zylinderinnenraum
axial verschieblichen Kolben mit einer Kolbenstange23 auf. Die Kolbenstange 23 ist
mit der zugehörigen Preßbacke 12 verbunden. Der Federpuffer sorgt in der in Fig.
2 dargestellten Lage der Vorrichtung 10 für den gegenseitigen Andruck der Preßbacken
12 und 12' und deren Klemmwirkung an deren Angriffsstelle am Beutel 100. Wenn der
Hebel 18 beim Öffnen der Backen in Richtung des Pfeils B verschwenkt wird, so werden
die beiden Preßbacken 12, 12' durch die zugehörigen Federn 22 noch um eine gewisse
Strecke in der Vorschubebene 19 in gegenseitiger Anlage gehalten, und zwar solange,
bis der im Zylinderinnenraum dem Kolben zur Verfügung stehende Hub erschöpft ist.
Danach werden auch die Preßbacken 12, 12' auf einer Kreisbahn nach unten auseinanderbewegt.
Mit Hilfe des Federpuffers 22, 23 gelingt es daher, die Preßbacken 12, 12' in der
Ebene 19 in Richtung des Pfeils A um
ein gewisses Stück nach unten
abzuziehen, wobei das zwischen den Preßbacken eingespannte Beutelmaterial mitgenommen
wird. Dadurch wird beim Öffnen der Schweißbacken 11, 11' der zwischen letzteren
mit einer Querschweißnaht versehene Bereich des Folienstrangs 1 zuverlässig von
den wirksamen Schweißbackenflächen nach unten abgezogen.
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Der Hebel 18 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
als Kniehebel ausgebildet und mit einem als Schaltklinke wirkenden Betätigungsarm
25 versehen. Der Betätigungsarm 25 ist in der in Fig. 2 dargestellten Ausgangslage
in der horizontalen Bewegungsbahn eines Schaltdaumens 26 angeordnet. Der Schaltdaumen
26 ist mit einer der den Halterahmen 14' beim Öffnen der Backen 11', 12' und 13'
horizontal bewegenden Stangen fest verbunden. Aufgrund der Bewegung des Schaltdaumens
26 wird der Hebelarm 25 in die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Schwenklage
bewegt, wobei die Preßbacke 12 etwa in die ebenfalls strichpunktiert dargestellte
ausgeschwenkte Lage bewegt wird.
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Der Schwenkantrieb für den Hebel 18' und die Preßbacke 12' ist von
demjenigen des Hebels 18 und der Preßbacke 12 über einen Mitnehmerbauteil 27 abgeleitet,
der mit der Preßbacke 12 fest verbunden ist.
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Der Mitnehmerbauteil 27 hat eine geeignet gekrümmte Steuerfläche 28,
die an einen mit der gegenüberliegenden Preßbacke 12' fest verbundenen Schaltnocken
oder -zapfen 29 angreift. Beim Verschwenken des Hebels 18 wird über das dabei mitgeschwenkte
Mitnehmerbauteil 27 und die auf dem Schaltnocken bzw. -daumen 29 ablaufende Steuerfläche
28 die Preßbacke 12' nebst zugehürigem Schwenkhebel 18' synchron nach unten mitgeführt.
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Zur Rückführung der beiden Hebel 18, 18' mit den an diesen verschieblich
gelagerten Preßbacken 12, 12' dient jeweils eine Zugfeder 30, 30', die mit einem
Ende an einem Ansatz 31, 31' des Hebels 18 bzw. 18' und mit dem entgegengesetzten
Ende am benachbarten Halterahmen 14 bzw. 14' angelenkt ist.
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Beim Füllen und Verschließen der aus einem Folienstrang 1 gefertigten
Beutel wird in einem Arbeitstakt der Folienstrang 1 zunächst soweit in die Füllzone
6 vorgeschoben, daß mit Hilfe der Schweißbacken 11, 11' die Bodenschweißnaht bzw.
die daran anschließende Kopf- bzw. Verschlußschweißnaht des zuvor gefüllten Beutels
100 gebildet werden können. Danach werden die beiden Halterahmen 14, 14' mit den
an ihnen gehalterten Backen 11, 11'; 12, 12'; 13, 13' geöffnet und einerseits der
Folienstrang 1 über den Rollenabzug 5 und andererseits der zuvor verschlossene und
gefüllte Beutel 100 in der Vorrichtung 10 um ein der Beutellänge entsprechendes
Maß nach unten vorgeschoben.
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Der Vorschub des Materials im Bereich der Vorrichtung 10 erfolgt mit
Hilfe der\Abzugsvorrichtung 12, 12', die dafür sorgt, daß das Material an der Schweißstelle
nicht an den sich öffnenden Backen 11, 11' haften bleibt. Sobald der Folienstrang
mit dem Beutel 100 um eine Beutellänge abgesenkt ist, werden alle Backen wieder
einander zugestellt und die nächstfolgende Querschweißung zwischen den Schweißbacken
11, 11' und eine Verfestigung der zuvor hergestellten Boden-und Kopfschweißnähte
benachbarter Beutel zwischen den beiden Backen 13 und 13' bewirkt. Diese sind vorzugsweise
als Kühlbacken ausgebildet und sorgen für eine Stabilisierung, Kühlung und gleichzeitige
Glättung der beiden Schweißnähte. Gegebenenfalls gleichzeitig oder um eine kurze
Zeit verzögert wird der vorderste Beutel 101 durch die Trennvorrichtung 20 vom Beutelstrang
1
abgeschnitten. Beim Öffnen der Vorrichtung 10 fällt der so abgeschnittene Beutel
101 unter Schwerkrafteinfluß auf ein Förderband oder eine geeignete andere Transportvorrichtung.