DE3141431A1

DE3141431A1 - Vorrichtung zum herstellen, fuellen und verschliessen von beuteln

Info

Publication number: DE3141431A1
Application number: DE19813141431
Authority: DE
Inventors: Ferruccio 40134 Bologna Patelli
Original assignee: Mapa SpA
Current assignee: Mapa Spontex Italia SpA
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-10-19
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3141431C2; FR2512777B1; GB2109330B; IT8103524A0; US4524567A; GB2109330A; IT1145089B; FR2512777A1

Description

3UU3T

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Beuteln nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen zum Herstellen, Pullen und Verschliessen von Beuteln, die aus einem durch Wärme versiegelbaren Band hergestellt und anschließend mit flüssigem, pulverformigern, körnigem, jedenfalls nicht zusammenhängendem Gut gefüllt werden, sind bekannt. In diesen Vorrichtungen mit intermittierender Bewegung bestehen die Mittel zur intermittierenden Mitnahme des bandförmigen Verpackungsmaterials im allgemeinen aus zwei endlosen Riemen, die in vertikaler Richtung diametral gegenüberliegen! zu beiden Seiten des vertikalen Rohres, um das das bandförmige Verpackungsmaterial geformt wird, angeordnet sind. Die Bewegung dieser beiden Riemen ist synchronisiert, um das schlauchförmig gebogene Band intermittierend nach unten zu ziehen. Eine derartige Vorrichtung ist als sogenannte Raupenmaschine bekannt.

Wie alle derartigen Vorrichtungen, die intermittierend arbeiten, ist auch diese Vorrichtung zum Herstellen, ."Füllen und Verschließen von Beuteln in ihrer Produktionsleistung beschränkt, bedingt nicht nur durch die Halteperioden der zyklischen Schrittbewegungen zur Ausführung der Operationen zur Bildung des gewünschten Produktes, sondern auch durch die Trägheitskräfte der bewegten Teile, die den Mechanismus bilden, mit dessen Hilfe die

intermittierenden Bewegungen ausgeführt werden.

Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen mit intermittierenden Zyklen, bei denen, wie bekannt, eine Versiegelungsphase außer von dem Druck und der Temperatur auch von der Kontaktzeit der Schweißelemente mit dem zu versiegelnden Material abhängt, ist eine technisch-funktioneil und kommerziell nicht zu vernachlässigende Tatsache die komplexe und komplizierte Struktur, die die Schweißelemente zur Ausführung der Schweißung beim Verändern der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschliessen von Beuteln zu schaffen, die die Nachteile der intermittierend arbeitenden Vorrichtungen nicht mehr aufweist, sondern kontinuierlich angetrieben wird. Dabei soll mit Veränderung der Produktionsgeschwindigkeit für eine Einheit auch die Kontaktzeit zwischen den Schweißorganen und dem heißversiegelbaren Material beim Bilden der Beutel in dem erforderlichen Maß veränderbar sein. Weiter soll die Vorrichtung die Möglichkeit zur Herstellung eines großen Dimensionsbereiches von Beuteln durch eine einfache Einstelloperation eröffnen. Die Vorrichtung soll dabei so arbeiten, daß eine beträchtliche Füllkapazität für das Gut erreicht wird, damit die Beutel im wesent- liehen vollständig gefüllt werden können und damit Verpackungsmaterial eingespart werden kann. Schließlich soll die Vorrichtung trotz aller Anforderungen in ihrem Aufbau einfach sein und wirtschaftlich sowie leistungsfähig arbeiten.

3HH3T

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung wird die genannte Aufgabenstellung durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Vorderansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine teilvreise geschnittene Rückansicht der Vorrichtung,

Figur 3 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht der Mitnehmereinrichtung und der Schweißorgane zur Querversiegelung
und

Figur 4- eine der Figur 3 entsprechende Darstellung in einer anderen Arbeitsphase.

3UH31

Wie sich insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ergibt, weist die Vorrichtung ein Gestell 1 auf, das sich in vertikaler Richtung in Form eines Schrankes erstreckt, der an seiner Rückseite eine Querstrebe 2 aufweist und durch eine abnehmbare Wand 3 abgeschlossen ist.

Am Boden des rückwärtigen Schrankes ist ein Elektromotor 4· befestigt« Auf die Motorwelle 5 ist eine Riemenscheibe 6 aufgezogen, über die ein Riemen 7 läuft, der eine Riemenscheibe 8 eines Untersetzungsgetriebes 9 antriebt, das ebenfalls an dem Boden befestigt ist ο Auf die Ausgangswelle 10 des Untersetzungsgetriebe 9 ist ein Kettenzahnrad 11 aufgezogen, das über eine Kette 12 eine Welle 13 antreibt, auf deren im Schrank liegendes Ende ein Kettenzahnrad 14-aufgezogen ist* Auf der Welle 13, die in der Querstrebe 2 gelagert ist, sind außerdem ein zweites Kettenzahnrad 15 und ein Stirnzahnrad 16 mit Schrägverzahnung befestigt.

Parallel zur Welle 13 sind in der Querstrebe 2 drei weitere Wellen 17, 18 und 19 gelagert, von denen die Wellen 17 und 18 aus der Vorderseite des Gestells 1 herausragen (vergl. Figur 1). Auf der Welle I7 ist ein Stirnzahnrad 20 mit Geradver ζ ahnung befestigt, das mit einem Stirnzahnrad 21 kämmt, welches auf der Welle 18 befestigt ist» Auf der Welle 18 sind ferner ein Kettenzahnrad 22 und ein weiteres Stirnzahnrad 23 mit Geradverzahnung befestigt-; ferner ist auf der Welle 18 ein Zahnrad 2A frei drehbar gelagert, das mit

3UU3?

dem StirrLzahnrad 16 mit S chragver ζ ahnung kämmt und aus weiter unten noch erläuterten Gründen axial länger ist als das Stirnzahnrad 16. Ein auf der Welle 19 befestigtes Zahnrad 25 kämmt mit dem Stirnzahnrad 23, während ein weiteres, auf dieser Welle gelagertes Stirnzahnrad 26 mit Schrägverzahnung mit dem lose gelagerten Zahnrad 24- kämmt; das Stirnzahnrad 26 ist fest mit einer Nockenwalze 27 verbunden, die mit der Welle 19 drehbar, auf dieser jedoch axial verschiebbar gelagert ist.

In eine Steuernut 27a der Nockenwalze 27 greift eine Rolle 28 ein, die frei drehbar auf einem Arm 29 gelagert ist, der an der Querstrebe 2 befestigt ist.

Die Drehung der Welle 13 wird von dem Kettenzahnrad 15 über eine Kette 30 auf ein weiteres Kettenzahnrad 31 übertragen, das lose auf einer horizontalen Welle 32 gelagert ist, die im oberen Teil des Gestells 1 drehbar gelagert ist. Das Kettenzahnrad 31 ist mit einem Teil einer an sich bekannten Kupplung verbunden, beispielsweise einer Kupplung mit . Stirnverzahnung 33, deren andere Hälfte verschiebbar auf der Welle 32 befestigt ist, auf welcher außerdem ein Kegelzahnrad 34- befestigt ist, das mit einem Kegelzahnrad 35 kämmt, welches seinerseits auf das untere Ende einer vertikalen Welle 36 aufgezogen ist. Die Welle 36 ist Teil eines an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten Übertragungsmechanismus für die intermittierende Bewegung auf eine Dosiereinrichtung 37, <üe mittels einer vertikalen

Welle 38 im oberen Teil des Gestells 1 gelagert ist und ebenfalls nicht näher beschrieben wird, da sie an sich bekannt ist»

Oberhalb der Dosiereinrichtung 37 is"fc ein. Zuführtrichter 39 für das abzufüllende Gut angeordnet.

In eine Ringnut 33 a₅ die in den auf der Welle 32 verschiebbaren Teil der Kupplung 33 eingearbeitet ist, greift eine Rolle 40 ein, die frei drehbar an einem Ende eines Hebels 41 gelagert ist, der . mittels eines Zapfens 42 schwenkbar an einem Träger 4-3 gelagert ist, der auskragend an dem Gestell 1 befestigt ist» Am anderen Ende des Hebels 41 ist ein Ende einer Pleuelstange 44 angelenkt, deren anderes Ende an dem gabelförmigen Ende des Ankers eines Elektromagneten 45 gelenkig befestigt ist, welcher auf dem Träger 43 befestigt ist„

In einer Station S₅ in der die Kammern 37a zum Dosieren von der Dosiereinrichtung 37 angehalten werden, um die zu dosierende Menge einzufüllen, ist ein Trichterorgan 46 vorgesehen, das von einer festen Platte 47 getragen wird, die vom oberen Teil des Gestells 1 nach vorne absteht«, Unterhalb des Trichterorgans 46 steht von der Platte 47 ein Rohr 48 ab, das sich nach unten bis in die Nähe der Wellen 17 und 18 erstreckt und das die Punktion einer vertikalen Spindel hat, worauf weiter unten noch eingegangen wird.

Von der Platte 47 stehen nach unten zwei Stangen ab, die diametral zu beiden Seiten des Rohres 48 an-

3UU31

geordnet sind und mit deren unteren Enden eine Platte

50 verbunden ist. In diese Platte 50 ist eine Aussparung 50a eingearbeitet, durch die das Rohr 48 hindurchtritt und um die herum ein rohrförmiger Träger

51 befestigt ist, der auf der Platte 50 befestigt ist und mit dem ein kragenförmiges Formelement 52 verbunden ist.

Die Kombination dieses kragenförmigen Formelementes

52 und des rohrförmigen Trägers 51 mit dem vertikalen Spindel-Rohr 48 schafft einen ringförmigen Zwischenraum, der eine Art Matrize oder Ziehwerkzeug bildet, worauf später noch eingegangen wird.

Auf der in Figur 1 rechten Seite des vertikalen Rohres 48 ist ein an sich bekanntes, vertikales Schweißelement 53 angeordnet, das von einer ebenfalls bekannten Mechanik alternierend bewegt wird; diese Mechanik ist in einem Gehäuse 54- untergebracht, das an der Vorderseite des Gestells 1 befestigt ist und aus dem eine Welle 55 herausführt, die, wie Figur 2 zeigt, mit einem Kettenzahnrad 56 verbunden ist. Das Kettenzahnrad 56 wird über eine Kette 57 von dem Kettenzahnrad 22 angetrieben, das auf die Welle 18 aufgezogen ist.

Auf den Teil der beiden Wellen 17 und. 18, der nach vorne aus dem Gehäuse 1 heraussteht, ist je ein Tragelement 58 bzw. 59 aufgezogen. Jedes der beiden Tragelemente 58 und 59 kat zwei radiale Arme 58a, 58b bzw.. 59a» 59b. An den radialen Armen 58a und 59a ist je ein horizontal verlaufendes Schweißorgan 60 bzw. 61 befestigt, dessen Wirkungsweise an sich bekannt ist.

314H3T

Mit dem Schweißorgan 60 ist ein Messer 62 verbunden, das mit einem Gegenmesser 63 zusammenarbeitet, welches mit dem Schweißorgan 61 verbunden ist.

An den radialen Armen 58b und 59b ist Je ein Sektor

64 bzw. 65 mit zylindrischer Oberfläche befestigt. Diese Sektoren 64- und 65 werden aufgrund ihres direkten Antriebes durch die auf die Wellen 17 und aufgezogenen Stirnzahnräder 20 und 21 gegenläufig in Drehung versetzt ,und ihr radialer Abstand von diesen Wellen ist, ebenso wie der radiale Abstand der Schweißorgane 60 und 61 von den Wellen, so groß, daß sie auf einer Umlaufbahn gegenläufig rotieren, zu der diejenige Ebene tangential verläuft, die parallel zu den beiden Achsen 17 und 18 ist und die Achse des vertikalen Spindel-Rohres 48 enthält (vergl. Fig. 3 und 4).

Die äußere Berührungsoberfläche der Sektoren 64 und

65 ist so ausgebildet, daß sie in der Lage sind, jedes beliebige Verpackungsmaterial mitzunehmen, und wenigstens eine dieser beiden Oberflächen, im dargestellten Ausführungsbeispiel diejenige des Sektors 65» ist einstellbar in der Weise, daß sie in Umfangsrichtung vergrößert oder verkleinert werden kann, was weiter unten noch erläutert wird.

Unterhalb des Spindel-Rohres 48 und unterhalb der Umlaufbahn der Sektoren 64 und 65 und der Schweißorgane 60 und 61 ist eine Rutsche 66 vorgesehen, über die die

■ 3UH31

mit der Vorrichtung hergestellten Gegenstände auf einen Bandförderer 67 gelangen, der sie zu den nachfolgenden Bearbeitungsstationen bringt, beispielsweise zu einer Sammeistation oder zu einer Station zur gruppenweisen Verpackung in Kartons oder dergleichen.

Auf der in Figur 1 linken Seite der Vorrichtung ist eine Einrichtung 68 für die Zuführung des Verpackungsmaterials vorgesehen. Diese Einrichtung 68 ist an einem Träger 69 befestigt, der, wie Fig. 2 zeigt, seinerseits an dem Gestell 1 befestigt ist und der eine Achse 70 für die Lagerung einer Rolle 71 für das bandförmige Verpackungsmaterial 72 trägt. Dieses bandförmige Verpackungsmaterial 72 wird über Umlenkrollen 73 zu der Matrize (Ziehwerkzeug) geführt, die durch das vertikale Spindel-Rohr 4-8 und das kragenförmige Formelement 52 gebildet ist.

Die beschriebene und dargestellte Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

Das von der Rolle 71 abgewickelte, bandförmige Verpackungsmaterial 72 wird über die Umlenkrollen 73 auf das kragenförmige Formelement 52 geführt und anschließend durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen diesem Formelement 52 und dem vertikalen Spindel-Rohr 48, so daß es um dieses Rohr 48 und an diesem entlang in eine.Schlauchform gebogen wird, vfobei sich die Längsränder überlappen (vergl. Fig. 1). Das Verpackungsmaterial wird dabei schrittweise von den zylindrischen Sektoren 64 und 65 weitergezogen, welche durch die oben und anhand der Figur 2 beschriebene Me-

3 U143 T

chanik kontinuierlich gegenläufig gedreht werden
(vergl. auch Fig. 4-).

Die Weite der zylindrischen Oberflächen der Sektoren 64 und 65 ist, wie bereits erwähnt, in Umfangsrichtung einstellbar, so daß die Länge des Beutels, der erzeugt werden soll, vorab eingestellt werden kann.

Im Anschluß an die Ziehphase der beiden kontinuierlich und gegenläufig rotierenden Sektoren 64- und 65 bringt die Dosiereinrichtung 37 eine ihrer Kammern
37a in. der Station S über dem Trichterorgan 4-6 zum
Stillstand, wodurch die zu verpackende Dosis durch dieses Trichterorgan 4-6 und das vertikale Rohr 4-8
in das schlauchförmige gebogene Verpackungsmaterial gelangt. Dort legt es sich am Boden an, der durch
eine Schweißoperation in Querrichtung gebildet wurde, die vor derjenigen ausgeführt worden ist, die
anschließend beschrieben wird (vergl. auch Fig. 2). Dann treten die Schweißelemente 53 zur Längsverschweißung der beiden sich überlappenden Längskanten des schlauchförmig.gebogenen Materials in Funktion
sowie die einander gegenüberliegenden Schweißorgane 60 und 61, die zuvor mit ihren in Bewegungsrichtung hinteren Rändern das Einfüllen des Verpackungsgutes ermöglicht hatten und jetzt die Verschweißung in
Querrichtung und das Abschneiden des Schlauches vornehmen,' um seinen unteren Teil in Form eines gefüllten und versiegelten Beutels 74- abzutrennen (vergl. Fig. 3)·

Wie bereits ausgeführt wurde, kann mit einer derartigen Vorrichtung mit kontinuierlicher Bewegung die

3HU31

zum Heißversiegeln des Verpackungsmaterials erforderliche Kontaktzeit bei einer Veränderung der Einheits-Produktionsgeschwindigkeit verändert werden. Mittels der Steuernut 27a der Nockenwalze 27, die in Abhängigkeit eines bestimmten Längenbereiches von Beuteln, die gefertigt werden sollen, dimensioniert und ausstauschbar ist, und durch die in die Steuernut 27a eingreifende Rolle 28 sowie die auf die Nockenwalze von dem Zahnrad 24 übertragene, kontinuierliche Drehbewegung wird die Nockenwalze 27 und mit ihr das Stirnzahnrad 26 axial auf der Welle 19 verschoben, so daß das Stirnzahnrad 26, das dabei mit seinen Zähnen der Schrägverzahnung des Zahnrades 24 während der Längsverschiebung folgt, verzögert wird; dadurch wird auch das Zahnrad 25 verzögert, das die Drehbewegung auf die Wellen 17 und 18 überträgt, wodurch die Kontaktzeit der Schweißorgane mit dem Verpackungsmaterial vergrößert wird.

Auf diese Weise wird'durch die Erfindung die eingangs genannte Aufgabenstellung gelöst. Insbesondere kann mit der Vorrichtung eine erhebliche Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden, die wesentlich größer ist als bei bisher gebräuchlichen Vorrichtungen.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen möglich. In der Praxis haben sich insbesondere die vertikale Anordnung der Vorrichtung und die Möglichkeit zur Anpassung der Schweißzeit bei Änderung der Produktionsgeschwindigkeit als besonders interessant erwiesen.

Claims

3 U 1.431

DlPL-ING.

rr=n\\ ·nn π i^thrp bernbeckweg 9

Cati-jUrtRL) CaUbKJHh TEL. 0871 / 2 5719

PATENTANWALT 8300 LANDSHUT

19.10.81

PH I 203 - RO

MAPA Societa per Azioni

Via 1° Maggio, 15

Quarto Inferiore (Bologna), Italien

Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Beuteln

Patentansprüche

f 1.) Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Beuteln aus einem heißversiegelbaren, bandförmigen Material, die mit einem flüssigen, pulverförmigen, körnigen und nicht zusammenhängenden Gut gefüllt werden, welche Vorrichtung sich in vertikaler Richtung erstreckt und im wesentlichen ein Gestell aufweist, ein vertikales Spindel-Rohr, ein um dieses Rohr derart angeordnetes, kragenförmiges Formelement, daß ein ringförmiger Zwischenraum gebildet wird, wodurch eine Art Matrize oder Ziehwerkzeug gebildet wird, Mittel zur Lagerung einer Rolle aus bandförmigem, heißversiegelbaren Verpackungsmaterial und zu dessen Beförderung von oben nach unten

3UU31

-JL-

durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Formelement und dem vertikalen Spindel-Rohr, wo das Material um dieses Rohr und an diesem Rohr entlang schlauchförmig gebogen und seine Längsränder übereinandergelegt werden, eine Dosiereinrichtung für das einzufüllende Gut oberhalb des vertikalen Spindel-Rohres, eine Mitnehmereinrichtung unterhalb des kragenförmigen Pormelementes, die das bandförmige Verpackungsmaterial am vertikalen Spindel-Rohr entlang nach unten zieht, Schweißelemente entlang dem Spindel-Rohr für die Heißversiegelung der sich überlappenden Längsränder des Bandes und Schweißorgane unterhalb des vertikalen Spindel-Rohres für die Querverschweißung des auf diese Weise hergestellten Schlauches aus heißversiegelbarem Material sowie Mittel zur zyklischen Betätigung der Schweißelemente und Schweißorgane, dadurch. gekennzeichnet , daß die Mitnehmereinrichtung und die Schweißorgane (60, 61) für die Heißversiegelung in Querrichtung des aus heißversiegelbarem Material gebildeten Schlauches miteinander auf Cragelementen (58, 59) unterhalb des vertikalen Spindel-Rohres (4-8) angeordnet sind, wobei die Tragelemente (58*59) tait Mitteln zum kontinuierlichen Antrieb verbunden sind, die Mitnehmereinrichtung zwei Sektoren (64-, 65) mit zylindrischer Oberfläche aufweisen, die gegenläufig zueinander und tangential zu einer Ebene drehbar sind, welche Ebene die nach unten verlaufende Achse des schlauchförmigen, heißversiegelbaren Materials enthält, und wobei die Mittel zum kontinuierlichen Antrieb ein zyklisch arbeitendes Differenziergerät für die Bewegungsübertragung aufweisen.

3HU31

2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragelemente (58, 59) d^e zxirei radiale Arme (58a, 58b; 59a, 59b) aufweisen, wobei ein Arm (58b, 59b) jedes Tragelementes (58, 59) einen Sektor (64 bzw= 65) mit zylindrischer Oberfläche trägt, während der andere Arm (58a, 59a) eines der Schweißorgane (60 bzw. 61) trägt=

3° Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der Sektoren (64, 65) mit zylindrischer Oberfläche in Umfangsrichtung einstellbar ist, d. h. erweitert und verringert werden kann»

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche "\ bis 3» dadurch gekennzeichnet _s daß das Differenziergerät ein erstes Zahnrad (25) mit Schrägverzahnung und schraubenförmigem Verlauf aufweist, das mit einem frei drehbar gelagerten Zahnrad (24) mit entsprechender Verzahnung, jedoch axial größerer Ausdehnung, das zu den Mitteln zum kontinuierlichen Antrieb gehört, kämmt, sowie ein Nockenelement (27)* das mit dem ersten Zahnrad (26) verbunden ist,und ein zweites Zahnrad (25)? wobei das erste Zahnrad (26) und das Nockenelement (27) verschiebbar auf einer Welle (19) befestigt sind, auf welche das zweite Zahnrad (25) aufgezogen ist, und wobei eine von einem festen Halter (29) getragene Eolle (28) in eine Steuernut (27a) des Nockenelementes (27) eingreift.