DE3515846C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Eine Funktion wie der Trennmessereinsatz wird bei Schlauchbeutelmaschinen üblicherweise mittels eines Endschalters gesteuert, der im Bereich der Quersiegelbacken angebracht ist und das tatsächliche Schließen der Backen abtastet, um so die Funktion nur freizugeben, wenn die Backen fest geschlossen sind. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine Funktion wie der Trennmessereinsatz ausgeführt wird, wenn die Backen nicht geschlossen worden sind.

Seit Jahren wird versucht, ohne Zuhilfenahme von Endschaltern ein Verklemmen oder einen Stau an den Backen rechtzeitig zu erkennen, um eine Verletzung der Bedienungsperson oder eine Beschädigung der Backenflächen zu verhindern, wenn sich ein zu verpackendes Produkt oder ein Fremdobjekt in dem Quersiegelbereich verfahren sollte. Ein bekanntes Arbeitsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art (DE-OS 31 30 720) beinhaltet zu diesem Zweck das Bilden eines voreingestellten Zeitintervalls, eines sogenannten "Fensters", mittels einer Zeitsteuervorrichtung, bei dem erforderlich ist, daß die Backen an einem gewissen Punkt in dem Maschinenzyklus geschlossen sind oder daß die Backen im Falle eines Staus geöffnet werden. Bei diesem bekannten Arbeitsverfahren wird die Bewegung der Quersiegelbacken in die Schließstellung eingeleitet, wenn die Maschine eine vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus überschritten hat, und bis zum Erreichen der Schließstellung fortgesetzt, wenn die Maschine bis dahin eine andere vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus noch nicht überschritten hat. Diese beiden Positionen sind gespeichert und werden laufend mit der jeweiligen Position der Schlauchbeutelmaschine in dem Maschinenzyklus verglichen. Wenn zum Beispiel die zweite vorbestimmte Position überschritten wird, ohne daß die Quersiegelbacken die Schließstellung erreicht haben, wird die Schließbewegung unterbrochen, und die Quersiegelbacken werden in ihre Offenstellung zurückbewegt. Bei dem bekannten Arbeitsverfahren ist es möglich, im Betrieb die erwähnten, vorbestimmten Positionen manuell zu verändern. Leider ist dieses bekannte Arbeitsverfahren nicht sehr zuverlässig. Die Schließstellung wird zum Beispiel später erreicht, wenn die Maschine in kaltem Zustand in Betrieb genommen wird, und verlagert sich allmählich auf einen früheren Zeitpunkt in dem Maschinenzyklus, wenn die Betriebstemperatur der Maschine steigt. Bei dem bekannten Arbeitsverfahren muß deshalb die Bedienungsperson die vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus manuell verlagern, um das "Fenster" so zu verschieben, daß es in einem entsprechenden Ausmaß früher erscheint, um weiterhin für Schutz zu sorgen. Da das lästig ist, verlegen Bedienungspersonen häufig das "Fenster" in dem Zyklus auf einen sehr späten Zeitpunkt, wodurch sie dessen Schutzwirkung aufheben. Außerdem muß bei dem bekannten Arbeitsverfahren die Vorrichtung auf jede Beutelgröße eingestellt werden, was ebenfalls als lästig empfunden wird. Weiter werden sich, da das Backenschließen pneumatisch erfolgt, die Einstellungen wegen Temperatur- oder Luftdruckveränderungen nicht wiederholen, was wiederum zur Folge hat, daß bei dem bekannten Arbeitsverfahren mit einem übergroßen "Fenster" gearbeitet wird, um das zu kompensieren. Darüber hinaus kann die Zeitsteuerung nicht mit Start- und Stoppeinleitpunkten eingestellt werden, weil der Backenschließpunkt aus den oben dargelegten Gründen nicht direkt mit der Maschinenbewegung verknüpft ist und der Backenschließpunkt in Maschinengrad unbekannt ist. Eine zu lange Backenschließdauer hat aber eine nachteilige Auswirkung auf die Qualität der Verschlußnähte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Arbeitsverfahren für eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs näher bezeichneten Art anzugeben, welches den Trennmessereinsatz von den Einflüssen eines Kaltstarts und anderer z. B. temperaturbedingter Schwankungen im Zeit/Weg-Verlauf der Quersiegelbacken weitgehend unabhängig macht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Schritte gelöst.

Das Verfahren nach der Erfindung beinhaltet das Überwachen von gewissen Maschinenfunktionen und des Zeitpunktes des Auftretens dieser Funktionen in bezug auf den Gesamtmaschinenzyklus und in bezug auf vorbestimmte Zeitpunkte innerhalb dieses Zyklus sowie das Benutzen dieser Information zum Steuern des Trennmessereinsatzes. Bei einer Schlauchbeutelfüllmaschine wird der Schlauch intermittierend bewegt, und jede intermittierende Bewegung ergibt einen Beutel und stellt einen einzelnen vollständigen Zyklus für die Maschine dar. An irgendeinem Punkt in dem Zyklus werden die Quersiegelbacken mit dem Schlauch in Berührung gebracht, um gleichzeitig eine untere und eine obere Verschlußnaht für benachbarte Beutel herzustellen.

Nach dem Schließen der Quersiegelbacken trennt das Trennmesser den Schlauch zwischen den benachbarten Beuteln durch, so daß der abgetrennte Beutel, der zuvor gefüllt worden war, nach unten fallen und der nächste Beutel gefüllt werden kann.

Bei dem Arbeitsverfahren nach der Erfindung wird der Zeitpunkt des vollständigen Schließens der Quersiegelbacken überwacht und mit einer vorbestimmten Position in dem vorhergehenden Maschinenzyklus verglichen, um festzustellen, ob die Quersiegeloperation in dem richtigen Zeitpunkt in dem Zyklus eingeleitet wird. Wenn dem so ist, geht das Schließen der Backen weiter, bis die Backen vollständig geschlossen sind; wenn dem nicht so ist, werden die Backen in ihre anfängliche Offenstellung zurückgebracht. Ebenso wird der Zeitpunkt des vollständigen Schließens der Quersiegelbacken überwacht und mit derselben vorbestimmten Position in dem Maschinenzyklus verglichen. Wenn der Zeitpunkt des Schließens vor der vorbestimmten Position in dem Maschinenzyklus ist, wird das Trennmesser betätigt, um den Schlauch in dem Bereich der Verschlußnaht durchzutrennen. Wenn der Schließpunkt jenseits der vorbestimmten Position in dem Maschinenzyklus ist, wird das Messer nicht betätigt, die Backen werden geöffnet, und es geht ein anschließender Zyklus weiter. Während also bei dem bekannten Arbeitsverfahren die Bedienungsperson die vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus manuell verlagern muß, wird erfindungsgemäß die Position, in welcher die Quersiegelbacken in dem Maschinenzyklus die Schließstellung erreichen, ermittelt und festgehalten. Anhand dieser festgehaltenen Position wird dann die vorbestimmte Position für den anschließenden Maschinenzyklus festgelegt, bis zu welcher die Quersiegelbacken die Schließstellung in dem anschließenden Maschinenzyklus erreicht haben müssen. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß also eine kontinuierliche Verschiebung der vorbestimmten Position in dem Maschinenzyklus, bis zu welcher die Quersiegelbacken die Schließstellung erreicht haben müssen, automatisch erzielt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1-3 schematisch das Formen, Füllen und Verschließen eines Beutels bei Schlauchbeutelmaschinen,

Fig. 4 schematisch, wie ein Produkt, welches in dem Schlauch zwischen den Quersiegelbacken eingeschlossen ist, das vollständige Schließen der Backen und somit das Bilden einer Verschlußnaht verhindert,

Fig. 5 schematisch, wie in dem Fall von Fig. 1 die Backen ohne Bildung einer Verschlußnaht zurückgezogen werden und ein überlanger Beutel entsteht,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Schlauchbeutelmaschine, für die das Arbeitsverfahren nach der Erfindung vorgesehen ist,

Fig. 7 eine Vorderansicht der Schlauchbeutelmaschine nach Fig. 6, die die Antriebsvorrichtung der Maschine zeigt,

Fig. 8A und 8B gemeinsam in einer Draufsicht die Quersiegelbacken- und Trennmesserbetätigungsvorrichtung der Maschine, welche die Quersiegelbacken in ihrer offenen Stellung und das Trennmesser in seiner zurückgezogenen Stellung in einer der Backen zeigt,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung nach den Fig. 8A und 8B, welche wiederum die Quersiegelbacken in ihrer offenen Stellung und das Trennmesser in seiner zurückgezogenen Stellung in der einen Backe zeigt,

Fig. 10 eine Schnittansicht nach der Linie 10-10 in Fig. 8B, welche mit ausgezogenen Linien die Position von gewissen Teilen zeigt, wenn die Backen offen sind, und mit unterbrochenen Linien die Position dieser Teile, wenn die Backen an dem Schlauch geschlossen sind, um eine Verschlußnaht zu bilden,

Fig. 11 ein Schaltbild einer programmierbaren Steuerschaltung,

Fig. 12 ein Blockschaltbild des Eingangs und Ausgangs der programmierbaren Steuerschaltung

Fig. 13 ein logisches Flußdiagramm für die programmierbare Steuerung und deren Wechselwirkung mit verschiedenen Maschinenfunktionen, und

Fig. 14 ein Zeitsteuerdiagramm, welches das Auftreten von verschiedenen Backenbewegungen in verschiedenen Zeitpunkten in dem Maschinenzyklus veranschaulicht.

Zuerst wird auf die Fig. 1-5 Bezug genommen, in denen das Formen, Füllen und Verschließen eines Beutels bei Schlauchbeutelmaschinen dargestellt ist, wobei eine Bahn flexiblen Packstoffes zu einem Schlauch T geformt wird, der intermittierend nach unten gefördert und in Beutellängeabständen L thermisch quer gesiegelt oder verschweißt wird, und wobei ein Produkt zum Füllen jedes Beutels während der Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Verschließvorgängen in das untere Ende des Schlauches gefördert wird.

Das vorgenannte Formen, Füllen und Verschließen eines Beutels kann mit Hilfe einer vertikalen Form-, Füll- und Verschließvorrichtung ausgeführt werden, die zwei Quersiegelbacken aufweist, die in einer festen Horizontalebene zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung intermittierend mit dem Schlauch in Berührung bringbar sind, um eine Verschlußnaht S in dem Schlauch herzustellen. Diese Operationen können jedoch ganz allgemein mit Hilfe von anderen Arten von vertikalen Form-, Füll- und Verschließvorrichtungen ausgeführt werden, beispielsweise mittels einer Vorrichtung, bei der die Quersiegelbacken auf- und abbewegbar sind und sich an dem Schlauch am oberen Ende ihres Hubes schließen und eine Beutellänge des Schlauches nach unten ziehen, wobei sich die Backen dann öffnen und sich zu dem oberen Ende ihres Hubes bewegen, so daß ein Beutellänge aufweisendes Stück des Schlauches geschaffen wird, das sich von den Backen am oberen Ende von deren Hub nach unten erstreckt.

Die Fig. 1-3 veranschaulichen eine Betriebsart, bei der Quersiegelbacken 17 a und 17 b in einer festen, insgesamt horizontalen Ebene arbeiten und aufeinander zu und voneinander weg zwischen einer offenen Stellung (Fig. 1 und 2), in der sie einen gegenseitigen Abstand haben, der etwas größer als der Durchmesser des Schlauches T ist, und einer geschlossenen Stellung (Fig. 3) relativ bewegbar sind, in der sie an dem Schlauch anliegen, um die Verschlußnaht S herzustellen. Der Backe 17 a ist ein Trennmesser 71 zugeordnet, welches in einen Schlitz 73 in der anderen Backe 17 b treibbar ist, wenn die Backen (mittels eines Pneumatikzylinders 74) geschlossen worden sind, um den Schlauch durch die Verschlußnaht S hindurch quer durchzuschneiden, wodurch die obere Verschlußnaht S 2 für den Beutel, der gerade fertiggestellt wird, und die untere Verschlußnaht S 1 für den nächsten herzustellenden Beutel gebildet werden.

Fig. 1 zeigt die Quersiegelbacken 17 a und 17 b am Ende eines Form-, Füll- und Verschließzyklus und am Beginn des nächsten Zyklus offen. In der Darstellung in Fig. 1 fällt ein fertiger Beutel P gerade nach unten weg. Das untere Ende des Schlauches T, das mit der Verschlußnaht S 1 versehen worden ist, befindet sich in der Höhe der Quersiegelbacken. Der Schlauch T wird zwischen den Quersiegelbacken 17 a, 17 b um eine Beutellänge nach unten bewegt, d. h. bis zu dem Punkt, wo sein unteres Ende sich um eine Beutellänge L unter der Höhe der Backen befindet, was in Fig. 2 gezeigt ist. Eine abgemessene Menge PF des Produkts, mit dem der Beutel zu füllen ist, wird von oben her in den Schlauch gefördert und fällt darin auf das untere Ende.

Die Quersiegelbacken 17 a und 17 b werden dann geschlossen, was in Fig. 3 gezeigt ist, um die nächste Verschlußnaht S herzustellen, die die obere Verschlußnaht S 2 für den fertigen Beutel P und die untere Verschlußnaht S 1 am unteren Ende des Schlauches T für den herzustellenden nächsten Beutel ergibt. Bei geschlossenen Quersiegelbacken wird das Trennmesser 71 betätigt, um den Schlauch zwischen den Verschlußnähten S 2 und S 1 durchzuschneiden und so den fertigen Beutel von dem Schlauch abzutrennen. Die Quersiegelbacken 17 a und 17 b werden dann geöffnet, und der fertige Beutel P fällt nach unten, was in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Bewegung der Quersiegelbacken 17 a, 17 b aus der offenen Stellung nach den Fig. 1 und 2 in die Schließstellung nach Fig. 3, in welcher sie in Berührung mit dem Schlauch sind und diesen verschweißen, wird auf weiter unten beschriebene Weise abgefühlt, und, wenn die Bewegung der Backen in die Schließstellung nicht abgefühlt wird, wird der Trennschnitt ausgelassen. Fig. 4 veranschaulicht den Fall, in welchem die Quersiegelbacken 17 a, 17 b ihre Bewegung in die Schließstellung nach Fig. 2 nicht beenden, und zwar wegen in dem Schlauch T zwischen den Backen eingeschlossenem Produkt, so daß sie nicht in der Lage sind, eine Verschlußnaht herzustellen. Unter diesen Umständen werden die Quersiegelbacken geöffnet (vgl. Fig. 5), und der Schlauch T wird zwischen den Backen um eine weitere Beutellänge (unter Fortsetzung des Zyklus) nach unten gefördert, wobei sich aber, weil keine Verschlußnaht hergestellt und der Trennschnitt ausgelassen worden ist, eine mit L 2 bezeichnete Schlauchlänge, welche das Doppelte der Beutellänge L ist, von den Backen aus nach unten erstreckt, was in Fig. 5 gezeigt ist. Bei der nächsten Betätigung der Quersiegelbacken und unter der Annahme, daß sie vollständig schließen, wird der Beutel 2 P verschlossen und abgeschnitten. Der Beutel 2 P doppelter Länge fällt beim anschließenden Öffnen der Quersiegelbacken nach unten und wird im allgemeinen weggeworfen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine vertikale Form-, Füll- und Verschließvorrichtung, bei der eine Bahn W flexiblen Packstoffes von einem Vorrat abgezogen und über eine Formschulter 3 gefördert wird, die die Bahn zu dem Schlauch T formt, zu verpackendes Produkt in den Schlauch eingebracht und Verschließoperationen an dem Schlauch an Stellen 5 (entsprechend der Stelle S in Fig. 3) ausgeführt werden, um ihn zum Formen von Beuteln zu verschließen. Der Packstoff kann beispielsweise Polyethylenfolie niedriger Dichte sein, und der Vorrat kann aus einer Rolle R der Folie bestehen, die an Stellen 7 gelagert ist.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 6 und 7 formt die Formschulter 3 die Bahn W des Packstoffes zu dem Schlauch T, wobei sich die Längsränder 9 und 11 der Bahn W überlappen, und leitet den Schlauch auf einem sich vertikal erstreckenden, hohlen Dorn 13 nach unten. In den Fig. 6 und 7 befindet sich der Rand 9 innen und der Rand 11 außen. Eine in Fig. 6 gezeigte Einrichtung 15 dient zum Verschließen der einander überlappenden Ränder 9 und 11 der Bahn, um eine Längsnaht des Schlauches herzustellen. Ein Produkt wird über den Dorn 13 in den Schlauch T eingebracht, und der Schlauch wird in Beutellängeabständen durch die Quersiegelbacken 17 a, 17 b an der Stelle 5 unterhalb des Dorns thermisch quer verschweißt.

Die Quersiegelbacken 17 a, 17 b sind in einer festen Horizontalebene unterhalb des unteren Endes des Dorns 13 betätigbar, um die obere Verschlußnaht S 2 für den fertigen Beutel und die untere Verschlußnaht S 1 für den herzustellenden nächsten Beutel zu bilden. Die Quersiegelbacke 17 b trägt das Trennmesser 71, und die andere Backe 17 a hat den Schlitz 73, der das Messer beim Querdurchschneiden des Schlauches zwischen den an der Stelle 5 hergestellten Verschlußnähten zum Abtrennen des fertigen Beutels P von dem Schlauch aufnimmt. Der Schlauch wird intermittierend um eine Beutellänge nach unten gefördert, während die Backen offen sind. Der Schlauch verweilt zwischen aufeinanderfolgenden Förderzyklen, und die Backen werden während jeder Verweilzeit an dem Schlauch für den Querverschließvorgang geschlossen.

Die Bahn W wird intermittierend von der Vorratsrolle R abgezogen, und zwar abgemessen für jeden Verschließvorgang an der Stelle 5, und vorwärts zu der Formschulter 3 mittels einer Einrichtung F gefördert, die zwischen der Vorratsrolle und der Formschulter angeordnet ist. Die Einrichtung F ist intermittierend betätigbar, um den Schlauch in einem bestimmten Intervall um eine Beutellänge vorwärts zu fördern, wobei die Einrichtung F als Bahnförder- und -zumeßeinrichtung dient. Wie dargestellt, weist die Einrichtung F eine untere Walze 19 und eine obere Walze 21 sowie eine Antriebseinrichtung 23 auf, die diese Walzen intermittierend in einem vorbestimmten Intervall antreibt, das der gewünschten Länge der herzustellenden Beutel entspricht.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 weist die Antriebseinrichtung 23 eine ständig in Betrieb befindliche Elektromotor/ Drehzahluntersetzer-Einheit 25 auf, die die Eingangswelle einer elektrischen Kupplungs- und Bremseinheit 27 über ein Getriebe 29 antreibt, wobei die Aus­ gangswelle der Kupplungs- und Bremseinheit mit der unteren Walze 19 an einer Stelle 31 verbunden ist. Die Walzen 19 und 21 sind durch ein Zahnradgetriebe 33 miteinander verbunden. Für den Antrieb der Walzen 19 und 21 wird intermittierend die Kupplung der Einheit 27 eingerückt und die Bremse der Einheit 27 gelöst.

Die Antriebseinrichtung 23 bewegt die Bahn W um die erforderliche Beutellänge bei jedem Arbeitszyklus vorwärts und wird durch eine programmierbare Steuereinrichtung 35 (z. B. in Form eines Mikroprozessors) gesteuert, welche Eingangssignale aus einem Codierer 37 empfängt, der den Maschinenzyklus durch Verbindung mit der Antriebseinrichtung 23 überwacht, oder einem anderen geeigneten Teil der Maschine, der eine konstante Überwachung des Maschinenzyklus gestattet (vgl. Fig. 11). Die Bahn W bewegt sich von den Zumeß- und Vorschubwalzen 19 und 21 aus unter eine Führungswalze 38 und von dieser aus auf und um die Formschulter 3. Das Stück der Bahn W, das durch die Zumeß- und Vorschubwalzen 19 und 21 zugeführt wird, wird durch eine Schlauchfördereinrichtung 39, die in den Fig. 6 und 7 unterhalb der Formschulter 3 gezeigt ist, aufgenommen und unter Zugspannung über die Formschulter 3 gezogen.

Die dargestellte Schlauchfördereinrichtung 39 weist zwei Endlosbänder in Form von zwei Unterdruckbändern 41 auf entgegengesetzten Seiten des Dorns 13 auf (zum Erfassen des Schlauches mittels Unterdruck, um ihn nach unten zu fördern). Jedes Band ist ein ebenes Band, das um eine obere Rolle 43 und um eine untere Rolle 45 geschert und so angeordnet ist, daß es ein nach unten bewegbares inneres Trum 41 a hat, das mit dem Schlauch T auf der zugewandten Seite des Dorns 13 in Berührung bringbar ist.

Im Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 6 und 7 wird die Schlauchfördereinrichtung 39 in zeitgerechter Beziehung zu einer Funktion der Vorrichtung betätigt, beispielsweise der Füllfunktion, wobei der Codierer 37 der programmierbaren Steuereinrichtung 35 ein Signal zum Be­ tätigen der Schlauchfördereinrichtung 39 liefert, damit der Antrieb der Walzen 19 und 21 zum Abwickeln der Bahn W von der Vorratsrolle R und zum Vorwärtsfördern der Bahn im geeigneten Zeitpunkt gestartet wird, zum Beispiel wenn eine in Fig. 7 schematisch dargestellte Waage (oder eine andere Zuführeinrichtung) 67 die Produktmenge (eine "Füllung") ausgewogen hat, die für einen Beutel zuzuführen ist, und zur Zuführung das Produkt über den Dorn 13 in den Schlauch T entleert hat.

Die Schlauchfördereinrichtung 39 bleibt für ein Intervall betätigt, das erforderlich ist, um die Walzen 19 und 21 so lange zu drehen, daß die Bahn um eine Beutellänge vorwärts gefördert wird, und wird dann inaktiviert. Das Intervall kann über die programmierbare Steuereinrichtung 35 oder mittels eines optischen Abtastsystems bestimmt und gesteuert werden, das in Verbindung mit Deckungsmarken in Packungslängeabständen auf der Bahn im Falle einer vorbedruckten Bahn arbeitet, oder durch Messen der Drehung der Walzen 19 und 21 im Falle einer unbedruckten Bahn.

Zu Beginn des Abwärtsförderns des Schlauches T sind die Quersiegelbacken 17 a, 17 b offen und bleiben während des gesamten Abwärtsförderns des Schlauches über das untere Ende des Dorns 13 hinaus geöffnet. Wenn der Schlauch T gestoppt ist und sich eine Füllung PF in dem Schlauch über der Verschlußnaht S 1 an dem unteren Ende des Schlauches befindet, werden die Backen an dem Schlauch geschlossen, um die obere Verschlußnaht für den Beutel P zu bilden, der dadurch fertiggestellt wird, und die untere Verschlußnaht S 2 für den nächsten herzustellenden Beutel. Die Backen werden dann geöffnet, und die Walzen 19 und 21 sowie die Bänder 41 werden für den nächsten Vorschubzyklus in Betrieb gesetzt.

Gemäß den Fig. 8A, 8B und 9 sind die Quersiegelbacken 17 a und 17 b an Trägern 18 a bzw. 18 b angebracht, von denen jeder zur Bewegung quer zu seiner Länge in einer Horizontalebene mit Hilfe von zwei rohrförmigen Schiebern 81 an seinen Enden gelagert ist, die auf zwei Schieberführungsstangen 83 verschiebbar sind, welche sich horizontal parallel zueinander auf entgegengesetzten Seiten der Vorrichtung erstrecken. Eine insgesamt mit 85 bezeichnete Einrichtung dient zum Hin- und Herschieben der die Quersiegelbacken tragenden Träger auf den Stangen aufeinander zu und voneinander weg und weist einen Pneumatikzylinder 87 auf, der an seinem hinteren Ende an einem Rahmen 91 der Vorrichtung drehbar angelenkt ist und dessen Kolbenstange 93 sich von seinem Kolben aus durch sein Kopfende hindurch zu einer Drehzapfenverbindung 97 mit einer Kurbel 99 auf einer schwingenden Querwelle 101, die in Lagern 103 in dem Rahmen 91 gelagert ist, erstreckt.

Die Welle 101 hat eine Doppelkurbel 105 an jedem Ende, jede Kurbel 105 ist an ihrem unteren Ende mit den Schiebern 81 eines der Backenträger durch Lenker 109 verbunden, und ihr oberes Ende ist mit den Schiebern 81 des anderen Backenträgers durch Lenker 111 verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Ausfahren der Kolbenstange 93 aus dem Zylinder 87 die Quersiegelbacken 17 a und 17 b voneinander wegbewegt werden und daß beim Zurückfahren der Kolbenstange die Backen aufeinander zubewegt werden.

Der Pneumatikzylinder 87 zum Betätigen der Quersiegelbacken 17 a und 17 b steht unter der Steuerung eines Luftventils 183, welches seinerseits unter der Steuerung der programmierbaren Steuereinrichtung 35 steht, was in Fig. 11 dargestellt ist. Wenn die Waage 67 die einem Beutel zuzuführende Produktmenge (die "Füllung") ausgewogen und das Produkt über den Dorn 13 in den Schlauch T geleert hat, sendet die Steuereinrichtung 35 ein Signal zum Einstellen des Ventils 183 zur Betätigung des Zylinders 87, damit dessen Kolbenstange 93 zurückgezogen wird, um die Schweißbacken zu schließen.

Die Steuereinrichtung 35 vergleicht außerdem den Punkt des vollständigen Schließens der Quersiegelbacken 17 a, 17 b mit einer bekannten früheren Zyklusposition in dem Maschinenzyklus. Wenn der Schließpunkt vor der früheren Zyklusposition +10° liegt, gestattet die Steuereinrichtung 35 dem Ventil 183, die Schließstellung der Quersiegelbacken beizubehalten. Wenn sich der Schließpunkt jenseits der früheren Zyklusschließposition +10° befindet, wird das Ventil 183 inaktiviert, um die Schließstellung der Quersiegelbacken 17 a, 17 b zu beenden. Das Ventil wird anschließend so eingestellt, daß es das Ausfahren der Kolbenstange bewirkt, um die Backen 17 a, 17 b in ihre offene Stellung zurückzubringen.

Ein Arbeitszyklus der Vorrichtung kann so aufgefaßt werden, daß er mit den geöffneten Quersiegelbacken 17 a, 17 b beginnt und daß das untere Ende des Schlauches T eine Verschlußnaht S 1 in der Horizontalebene der Quersiegelbacken hat, was in Fig. 1 gezeigt ist. Ein fertiggestellter Beutel P mit einer Verschlußnaht S 2 an seinem oberen Ende fällt gerade nach unten weg. Das Produkt für die nächste Beutelfüllung wird gerade dem unteren Ende des Schlauches T zugeführt und durch die Verschlußnaht S 1 aufgehalten.

Unter der Steuerung der programmierbaren Steuereinrichtung 35 wird eine Beutellänge L des Schlauches T zwischen den offenen Quersiegelbacken 17 a und 17 b nach unten gefördert (Fig. 2). Das Ventil 183 wird dann betätigt, um die Backen 17 a und 17 b an dem Schlauch T zu schließen. Wenn angenommen wird, daß alles in Ordnung ist, schließen die Backen 17 a und 17 b vollständig und bilden die nächste Verschlußnaht, was in Fig. 3 gezeigt ist, und das Trennmesser 71 wird betätigt, um den Schlauch zwischen den Verschlußnähten S 2 und S 1 durchzuschneiden und den fertiggestellten Beutel P von dem Schlauch abzutrennen. Das Ventil 183 wird dann durch die Steuereinrichtung 35 inaktiviert, damit die Quersiegelbacken wieder geöffnet werden.

Gemäß den Fig. 8A und 8B besteht das Trennmesser 71 aus einer gezackten Klinge, die sich in Längsrichtung der Backe 17 b in einem Schlitz 191 in dieser Backe erstreckt. Das Messer 71 ist an seinen Enden jenseits der Enden der Backe 17 b an Haltern 193 an den Enden einer Querstange 195 befestigt, welche an Stellen 197 und 199 mit den Enden von Kurbeln 201 und 203 verstiftet sind, die an dem Träger 18 b an Stellen 205 bzw. 207 drehbar angelenkt sind. Das Messer 71 wird durch einen Pneumatikzylinder 209 betätigt, der an einer Stelle 211 an seinem Kopfende an dem Träger 18 b drehbar angelenkt ist und dessen Kolbenstange 213 eine Zapfenverbindung 215 mit dem Ende der Kurbel 203 auf der von dem Querstangenanlenkpunkt 199 abgewandten Seite des Anlenkpunktes 207 hat, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß beim Zurückziehen der Kolbenstange 213 des Pneumatikzylinders 209 das Messer 71 vorwärts aus dem Schlitz 191 heraus und außerdem in Längsrichtung bewegt wird, um die Verschlußnaht S durchzuschneiden, und daß beim Ausfahren der Kolbenstange 213 das Messer 71 in den Schlitz 191 zurückgezogen wird (um es in die in den Fig. 8A und 8B gezeigte Position zu bringen).

Die Quersiegelbacke 17 b besteht aus zwei Teilen, einem oberen Teil 217 und einem unteren Teil 219, wobei diese Teile durch den Träger 18 b in vertikalem Abstand gehalten werden, um den Schlitz 191 zu schaffen. Ebenso besteht die Backe 17 a aus zwei Teilen, einem oberen Teil 221 und einem unteren Teil 223, wobei diese Teile durch den Träger 18 a in vertikalem Abstand gehalten werden, um den Schlitz 73 zu schaffen. Die Schlitze 191 und 73 sind koplanar, so daß, wenn die Backen 17 a und 17 b geschlossen sind und das Messer aus dem Schlitz 191 in der Backe 17 b hinausbewegt wird, es in den Schlitz 73 in der Backe 17 a eindringt.

Der Pneumatikzylinder 209 zum Betätigen des Messer 71 wird durch ein Luftventil 225 gesteuert, bei welchem es sich um ein Magnetventil handelt, welches seinerseits durch die programmierbare Steuereinrichtung 35 und eine in den Fig. 8B, 9 und 10 insgesamt mit 227 bezeichnete Einrichtung zum Abfühlen der Bewegung der Schweißbacken 17 a und 17 b in die Schließstellung gesteuert wird. Die Einrichtung 227 enthält einen Annäherungsschalter 229, bei welchem es sich hier um einen Magnetschalter handelt, der an einem Halter 231 an dem Rahmen 91 der Maschine befestigt ist, und eine Einrichtung, die bei der Bewegung der Backen 17 a und 17 b in die Schließstellung den Schalter betätigt, wobei die letztgenannte Einrichtung hier aus einem Permanentmagnet 233 an einem Arm 235 an der Welle 101 besteht und wobei die Anordnung so getroffen ist, daß, wenn die Backenbetätigungskolbenstange 93 zurückgezogen wird, um die Welle 101 zu drehen (in den Fig. 9 und 10 im Gegenuhrzeigersinn) und die Backen in ihre Schließstellung zu bewegen, sich der Magnet 233 mit dem Arm 235 auf einem Bogen von 90° bewegt, um ihn in eine Stellung zu bringen, in welcher er Ende an Ende auf den Schalter 229 an einem Ende desselben ausgerichtet ist, um diesen zu betätigen. Wenn die Quersiegelbacken 17 a, 17 b die vollständige Schließstellung zum Verschließen des Schlauches T nicht erreichen, erreicht der Magnet 233 die Position zum Betätigen des Schalters 229 nicht, so daß letzterer unbetätigt bleibt.

Der Schalter 229 ist funktionsmäßig auf in Fig. 11 gezeigte Weise mit der programmierbaren Steuereinrichtung 35 und mit dem Magnetventil 225 verbunden. Im normalen Betrieb der Vorrichtung, d. h. bei vollständigem Schließen der Quersiegelbacken 17 a und 17 b an dem Schlauch T zum Bilden einer Verschlußnaht S schwenkt der Arm 235 im Gegenuhrzeigersinn in den Fig. 9 und 10 mit der Welle 101, um den Magnet 233 in eine Schalterbetätigungsposition bezüglich des magnetisch betätigbaren Schalters 229 zu bringen und letzteren zu betätigen, was das Betätigen des Ventils 225 bei geschlossenen Backen ermöglicht, um den Pneumatikzylinder 209 und damit das Trennmesser 71 zu betätigen, damit es die Verschlußnaht S durchschneidet.

Wenn jedoch die Quersiegelbacken 17 a und 17 b ihre vollständige Schließstellung nicht erreichen, so daß es ihnen nicht gelingt, eine Verschlußnaht S in dem Schlauch herzustellen, schwenkt der Arm 235 nicht weit genug im Gegenuhrzeigersinn, um den Magnet 233 in Betätigungsnähe zu dem Schalter 229 zu bringen. Letzterer bleibt demgemäß unbetätigt, um die Betätigung des Messers 71 zu blockieren. Die programmierbare Steuereinrichtung 35 bewirkt das Öffnen der Backen 17 a und 17 b, und die Vorrichtung durchläuft einen weiteren Zyklus, was dazu führt, daß der Schlauch T um eine weitere Beutellänge nach unten bewegt wird, so daß sich eine doppelte Beutellänge L 2 unter den Backen 17 a und 17 b nach unten erstreckt (Fig. 5). Dann schließen die Backen und bilden, unter der Annahme, daß sie vollständig schließen, eine Verschlußnaht S am oberen Ende der Doppellänge L 2, um einen Beutel 2 P mit doppelter Länge zu bilden. Das Messer 71 schneidet diese Verschlußnaht S durch, und bei dem anschließenden Öffnen der Backen im Verlaufe des Arbeitszyklus der Vorrichtung fällt dieser Doppellängebeutel nach unten. Dieser Beutel ist am oberen Ende verschlossen, weshalb kein Produkt verschüttet wird.

Wie erwähnt überwacht die programmierbare Steuereinrichtung 35 die Position in dem Zyklus der Maschine mittels Eingangssignale aus dem als Signalgeber vorgesehenen Codierer 37 (Fig. 12). Außerdem hat die programmierbare Steuereinrichtung 35 einen Speicher, in welchem die Schließposition der Backen 17 a und 17 b, die durch den Annäherungsschalter 229 gemeldet wird, gespeichert wird. Weiter kann die Steuereinrichtung 35 so programmiert werden, daß sie diesem gespeicherten Wert Inkremente hinzufügt, um eine neue vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus zu schaffen, innerhalb welcher die Betätigung und das Schließen der Backen erfolgen müssen, damit das Messer 71 freigegeben werden kann und die Backen das Schließen fortsetzen können.

Diese zusätzlichen Funktionen der Steuereinrichtung 35 werden unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme in den Fig. 13 und 14 erläutert. Die programmierbare Steuereinrichtung 35 fühlt die verschiedenen Zustände ab, die in dem Programmfluß in Fig. 13 angegeben sind, und bestimmt die Auswahl der Maschinenfunktion auf der Basis der Eingabe. Die Steuereinrichtung 35 kann voreingestellt werden, um die Betätigung der Quersiegelbacken 17 a und 17 b innerhalb eines bestimmten Gradbereiches des Maschinenzyklus zu verhindern.

Beispielshalber kann der Betrieb der Quersiegelbacken so eingestellt werden, daß er in dem Bereich von 100 bis 320° zulässig ist. Die Eingabe, die die Steuereinrichtung 35 aus dem Codierer 37 empfängt, zeigt die Position und die Maschinenzyklusgrade, welche die Maschine gerade hat, an. Die erste Entscheidung der Steuereinrichtung 35 besteht darin, festzustellen, ob der Maschinenzyklus größer als oder gleich 100° ist. Wenn er es nicht ist, wird die Steuereinrichtung 35 die Betätigung der Backenschließvorrichtung verhindern. Wenn der Winkelcodierer 37 mehr als oder gleich 100° Maschinenzyklus anzeigt, wird die Steuereinrichtung danach feststellen, ob die Position in dem Maschinenzyklus größer als der oder gleich dem oberen Grenzwert des Bereiches, beispielsweise 320°, ist. Wenn der Maschinenzyklus größer als 320° ist, wird sie weiterhin die Betätigung der Backenschließvorrichtung verhindern.

Wenn andererseits der Codierer 37 anzeigt, daß die Maschine gegenwärtig in dem Bereich von 100 bis 320° ist, wird sie feststellen, ob ein Stau-Flag bei dem vorhergehenden Zyklus gesetzt worden ist oder nicht. Wenn es gesetzt worden ist, schaltet sie weiterhin das Backenschließausgangssignal ab, um das Schließen der Quersiegelbacken ungeachtet der Codiererposition zu verhindern. Wenn es nicht gesetzt worden ist, fragt die Steuereinrichtung 35, ob die Backen geschlossen sind oder nicht. Diese Befragung setzt sich während der Zeitspanne fort, die vom ersten Betätigen der Quersiegelbacken bis zum tatsächlichen Schließen derselben, das durch den Annäherungsschalter 229 angezeigt wird, reicht. Während dieser Zeit wird die Steuereinrichtung 35 feststellen, ob der Codierer 37 eine Position in dem Zyklus zeigt, die größer als die oder gleich der Speicherzahl plus einer vorbestimmten Größe ist, beispielsweise 10°, wie es in Fig. 13 gezeigt ist.

Wenn die Maschine diese vorbestimmte Position in dem Maschinenzyklus nicht erreicht hat, werden die Backen weiterhin geschlossen. Wenn sie jedoch an dieser Stelle anzeigt, daß der Codierer 37 eine Position in dem Maschinenzyklus zeigt, die größer als oder gleich Speicherinhalt plus 10° ist, wird sie das Stau-Flag setzen und die Bewegung der Backen stoppen, weil, wenn die Backen bei der Speicherposition plus 10° nicht geschlossen sind, das vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß etwas zwischen den Backen eingeklemmt ist und diesen deshalb nicht zu schließen gestattet werden sollte.

Die Steuereinrichtung 35 überwacht außerdem nach der Backenschließbefragung weiterhin, ob die Backen gerade geschlossen worden sind oder nicht, d. h., ob das das erste Konntrollsignal aus dem Schalter 229 bei der Abfrage ist oder ob frühere Kontrollsignale gesendet worden sind, welche anzeigen, daß die Backen geschlossen sind. Dieses Merkmal ist notwendig, da es nur erwünscht ist, die Position, in welcher die Backen zum ersten Mal schließen, im Speicher abzuspeichern und auf einer Anzeigeeinrichtung 38 anzuzeigen. Wenn es nach der Befragung nicht das erste Kontrollsignal der geschlossenen Backen ist, wird daher die Zyklusposition nicht im Speicher abgespeichert, und die Steuereinrichtung 35 hält das Backenschließausgangssignal weiterhin eingeschaltet, um die Backen geschlossen zu halten.

An Hand von Fig. 14 wird eine weitere Erläuterung des Zyklus durch einen Vergleich der relativen Zeitsteuerung in dem Maschinenzyklus des Backenschließsignals und einer Stauerkennung während des Backenschließausgangssignals gegeben. Normalerweise wird der Zyklus des Backenschließausgangssignals wie die obere Kurve in Fig. 14 aussehen, wo der erhöhte Teil zwischen 100° und 320° der normale Betriebsbereich des Backenschließausgangssignals ist, in welchem die Backenschließvorrichtung betätigt ist. In dieser Darstellung zeigt die zweite Linie, daß die Backen bei ungefähr 200° tatsächlich geschlossen wurden und bis ungefähr 320° geschlossen bleiben. Wenn dagegen ein Stau früh in dem Zyklus auftreten würde, würde das Backenschließausgangssignal inaktiviert, im hier dargestellten Beispiel bei etwas mehr als 300°, und würde für den übrigen Teil dieses Zyklus inaktiviert bleiben.

Es ist ein wichtiges Merkmal des hier beschriebenen Arbeitsverfahrens, daß der unmittelbar vorangehende Backenschließpunkt vermerkt und in dem Speicher der Steuereinrichtung 35 abgespeichert wird, um als die vorbestimmte Position für das Abschneiden in dem nächsten Maschinenzyklus in Kombination mit einer geringfügigen Toleranz von beispielsweise + 10° benutzt zu werden und eine gewisse Variation der Zeit, welche die Backen zum Schließen benötigen, zu gestatten. Da der Backenschließpunkt bei dem ersten Zyklus unbekannt ist, kann er mit beispielsweise 300° angenommen werden. Solange die Backen bei dem ersten Zyklus vor 300° schließen, erfolgt daher kein Stauerkennungsvorgang.

Es sei dann beispielshaber angenommen, daß bei dem ersten Zyklus die Backen tatsächlich bei 270° schließen, weshalb der Speicher die 270° plus 10° speichern wird, so daß bei dem nächsten Zyklus die Backen bei 280° geschlossen anzeigen müssen. Dieselbe Ablaufsteuerung der vorbestimmten Position in dem Maschinenzyklus, bei der die Backen geschlossen sein müssen oder die Backenschließvorrichtung blockiert wird, geht bei jedem folgenden Zyklus weiter. Wenn eine Maschine kalt startet und die Maschinenteile sich fortschreitend erwärmen, kann daher die Zykluszeit reduziert und das Blockiermerkmal automatisch in dem "Fenster" gehalten werden, um eine bleibende Überwachung des Schließzyklus der Backen durchzuführen und eine Anzeige zu liefern, wenn es sich dann wesentlich über die vorhergehende Zykluszeit hinaus erstreckt.

Claims (1)

1. Arbeitsverfahren zum Steuern des Trennmessereinsatzes eines in die Quersiegelbacken integrierten Trennmessers bei Schlauchbeutelmaschinen, in welchen die Quersiegelbacken mit Trennmesser zum Öffnen auseinander- und zum Schließen und Siegeln oder Schweißen einer quer über den Schlauch verlaufenden Verschlußnaht zusammengefahren werden, in welchen zum Antrieb der Quersiegelbacken ein Pneumatikzylinder vorgesehen ist, welcher die Backen im Normalfall in die Schließposition bewegt und welcher bei Auftreten eines ausreichend großen Widerstandes samt Quersiegelbacken bis zum Ende der im Arbeitszyklus vorgesehenen Schließphase infolge des Widerstandes stehenbleibt, in welchen das in die Quersiegelbacken integrierte Trennmesser die einzelnen Beutel nach dem vollständigen Verschließen vom Schlauch abtrennt, und in welchen Signalgeber für die Quersiegelbackenstellung und eine Steuerschaltung für die einzelnen Maschinenfunktionen vorgesehen sind, wobei in der Steuerung ein vorausberechnetes oder voreingestelltes Zeitintervall vorgesehen ist, in dem ein Kontrollsignal für das erfolgte vollständige Schließen der Backen eingehen muß, damit die Maschine anschließend normal weiterarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorangehenden Zyklus derjenige Zeitpunkt ermittelt und gespeichert wird, zu dem die Querriegelbacken ihre Schließstellung erreichen, daß für den nächstfolgenden Zyklus das Zeitintervall, in dem das Kontrollsignal für das erfolgte vollständige Schließen der Backen eingehen muß, durch die Steuerschaltung in Abhängigkeit von dem Zeitpunkt festgelegt wird, zu dem die Quersiegelbacken ihre Schließstellung im vorangehenden Zyklus erreicht hatten, daß dann, wenn das Kontrollsignal im vorgesehenen Intervall nicht eingeht, kein neues Intervall festgelegt wird und daß in diesem Fall das Trennmesser zum Abtrennen des einzelnen Beutels in diesem Zyklus nicht zum Schneiden aus der Backe ausgefahren wird, wodurch ein überlanger Beutel entsteht.