DE3615442C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches.

Eine solche Verpackungsmaschine ist beispielsweise von dem sogenannten horizontalen Form-Füll-Versiegelungs-Typ (im folgenden als horizontale Verpackungsmaschine bezeichnet), in der eine Folie aus Ver­ packungsmaterial von einer Rolle zugeführt wird und an einer Formstation vorbeigezogen wird, die die Folie in einen kon­ tinuierlichen Schlauch aus Verpackungsmaterial formt. Die zu verpackenden Artikel werden durch die Formstation in den Schlauch geführt, und der Schlauch wird weitergeführt, an seinen Längskantenbereichen versiegelt, in Packungslängen­ abständen querversiegelt und in indi­ viduelle Packungen zerschnitten. In solch einer horizontalen Verpackungsmaschine nach dem Stand der Technik werden ver­ schiedene Abschnitte der Maschine durch einen einzigen Hauptmotor angetrieben. In Fachkreisen wird die längs in Vorwärtsbewegung der Folie gebildete Wärmeversiegelung als Längsversiegelung und die quer zu der Vor­ wärtsbewegung der Folie gebildete Versiegelung als Endver­ siegelung bezeichnet, und diese Ausdrücke sollen auch hier weiterhin benutzt werden.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein bekanntes Antriebssystem der horizontalen Verpackungsmaschine, und wie man sehen kann, weist das Antriebssystem zwei Antriebe auf, die durch einen einzelnen Hauptmotor 10 angetrieben werden. Der erste Antrieb ist ein Antrieb für ein Artikelzuführungs­ band 12 und eine Endversiegelungseinrichtung 14. Kraft wird von dem Hauptmotor 10 zu einer Hauptwelle 16 übertragen. Die Kraft wird dann durch Kraftübertragungselemente, wie Ketten und Kettenräder, auf eine Antriebswelle 18 für das Artikel­ zuführungsband 12 und auf eine Antriebswelle 20 für die End­ versiegelungseinrichtung 14 so übertragen, daß die entspre­ chenden Einrichtungen mit der gewünschten Geschwindigkeit angetrieben werden können. Der zweite Antrieb ist ein An­ trieb zum Zuführen einer kontinuierlichen Folie aus Verpackungsmaterial (im allgemeinen Kunststoffolie), dieser treibt eine Antriebswelle 24 für ein Paar Rollen 22 zum Ziehen der Folie von einer Vorratsrolle durch Kraftübertragungselemen­ te, wie Einstellgürtel und Scheiben, an, so daß dadurch die Folie aus Verpackungsmaterial vorwärtsgeführt wird und kon­ tinuierlich in einen Schlauch geformt wird.

An diesem Punkt wird die Geschwindigkeit des Artikelzufüh­ rungsbandes 12 so bestimmt, daß die Tätigkeit pro Abstand eines Artikelschiebers, der zum Positionieren der Artikel in vorbestimmten Intervallen dient, in einem zeitlichen Ver­ hältnis zu jeder Rotation von Versiegelungsköpfen 26 in der Endversiegelungseinrichtung 14 (in dem Fall, daß die rotie­ rende Welle einen einzelnen Versiegelungskopf aufweist) durchgeführt werden kann. Die Rotation der Versiegelungs­ köpfe 26 muß mit der Zuführungsgeschwindigkeit der Folie aus Verpackungsmaterial synchronisiert werden, wenigstens wäh­ rend die Versiegelungsköpfe in Kontakt mit dem Schlauch aus Verpackungsmaterial zum Versiegeln (und Schneiden) desselben sind. Zu diesem Zweck wird eine Ungleichartigkeitseinrich­ tung 28 mit einer exzentrischen Kurbel und anderen kompli­ zierten Elementen vorgesehen, und sie wird durch einen Kleinstmotor 29 zum Regeln der Geschwindigkeit der Versiege­ lungsköpfe 26 angetrieben.

Weiter müssen während des Schneidevorganges durch die Endver­ siegelungseinrichtung 14 die Schnittpositionen sorgfältig so gesteuert werden, daß sie von dem gedruckten Muster auf der Folie aus Verpackungsmaterial entfernt sind. Zu diesem Zweck hat die Folie aus Verpackungsmaterial Registriermarken auf­ gedruckt, die durch einen Sensor wahrgenommen werden. Daher wird die wahrgenommene Zeitmessung verglichen mit einem Wert, der durch einen photoelektrischen Sensor 32 für einen zeitgebenden Nocken wahrgenommen wurde, so daß dadurch ein Kleinstmotor 36 für eine geschwindigkeitsverändernde Scheibe 34 und ein Kleinstmotor 40 für eine Differentialgetriebeein­ richtung 38 gesteuert werden. Zusätzlich wird der zeitge­ bende Nocken 30 automatisch durch einen Kleinstmotor 42 ge­ setzt.

Es muß beachtet werden, daß der Hauptmotor 10 ebenfalls zum Antreiben eines Rollenpaares 44 zum Ziehen der Folie aus Verpackungsmaterial, eines Rollenpaares 46 zum Bilden einer Mittenversiegelung auf der Folie und eines Entleerungsbandes 48 zum Entfernen der eingepackten Artikel dient.

Damit ist der Aufbau der bekannten Horizontalverpackungsma­ schinen relativ komplex insoweit, daß die Kraft von einem gemeinsamen Motor zu vielen Operationsstationen übertragen wird, und die Geschwindigkeit einer jeden Tätigkeitseinrich­ tung durch Differentialgetriebeeinrichtungen oder durch Ein­ richtungen für nicht-gleichförmige Geschwindigkeiten va­ riiert werden muß, und deshalb benötigen die Maschinen eine beträchtliche Menge Arbeit und Zeit zum Zusammenbauen. Dies kann zu Fehlfunktionen oder Problemen der Maschine führen. Weiterhin ist es bei den bekannten Horizontalverpackungsma­ schinen nötig, die Exzentrizität der Kurbel in der Einrich­ tung 28 für nicht gleichförmige Geschwindigkeiten für die Endversiegelungseinrichtung 14 so einzustellen, daß die Ge­ schwindigkeit der Versiegelungsköpfe 26 geändert wird, wenn die Verpackungsmaschine von einem Artikel mit einer vorbe­ stimmten Größe zu einem anderen Artikel mit einer anderen Größe übergeht. Es ist jedoch mechanisch schwierig, eine größere Änderung durchzuführen. Zum Beispiel ist es extrem schwierig, einen einzelnen Motor so zu bedienen, daß ein Schlauch aus Verpackungsmaterial langsam zugeführt wird, in dem ein langer Artikel eingewickelt ist, und noch Endver­ siegelungen und Schnitte an dem Schlauch anzubringen. Zu­ sätzlich muß das gedruckte Registriermuster in Abhängigkeit von Änderungen von Verpackungsmaterial und Artikeln neu ein­ gestellt werden. Wiederum ist eine größere Änderung mecha­ nisch unmöglich.

Aus der EP 00 83 912 ist eine Verpackungsmaschine nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches bekannt. Die Zuführung der zu verpackenden Gegenstände erfolgt mit einer im wesentlichen glei­ chen Geschwindigkeit wie die Zuführung des Verpackungsmaterials. Das Verpackungsmaterial weist eine für das jeweilige zu verpacken­ de Gut individualisierte Druckmarkenfolge auf. Diese wird von ei­ nem Sensor abgetastet. Das von dem Sensor gelieferte Signal wird einer Steuerung zugeführt. Die Steuerung liefert ein Ausgangssig­ nal an den Antriebsmotor für die Endversiegelungseinrichtung. Weil die Endversiegelungseinrichtung nicht in Abhängigkeit von dem zu­ geführten Gut sondern in Abhängigkeit von den Druckmarken des Packgutes gesteuert wird, ist es erforderlich, den Abstand der vorderen und hinteren Siegelnähte entsprechend größer als das zu verpackende Produkt zu wählen, damit dieses ausreichend Platz zwi­ schen den Nähten hat und die Versiegelung nicht versehentlich im Bereich des Produktes erfolgt. Ferner ist eine Anpassung an eine sich ändernde Länge des zu verpackenden Gutes kompliziert. Wird die Länge verkleinert, kann die Verpackungsbahn zwar beibehalten werden, die Packung wird dann aber im Verhältnis zur Länge des zu verpackenden Gutes noch länger, was zu einer Art Mogelpackung führt. Nimmt hingegen die Länge des zu verpackenden Gutes zu, ist es unbedingt erforderlich, die Verpackungsbahn gegen eine andere mit anderen Druckmarken auszutauschen. Bekanntlich wiegen die Fo­ lienrollen bis zu mehreren Tonnen, so daß schon aus diesem Grunde, aber auch wegen des Ausfädelns und Einfädelns der Folie das Auswechseln der Folienrollen sehr aufwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Verpackungsmaschine nach dem Oberbegriff so auszubilden, daß ohne Auswechseln der Verpackungsfolie eine genaue Anpassung an die Länge des zu verpackenden Gutes in einfacher Weise vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Pantentanspruch gekennzeichnete Verpackungsmaschine gelöst.

Im weiteren erfolgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel eines Antriebssystemes einer konventionellen horizontalen Verpackungsmaschine;

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Einrichtung zum Steuern eines Antriebssystemes in einer Verpackungsmaschine;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Steuervorrichtung des in Fig. 2 gezeigten Antriebssystemes; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung zum Steuern der Motoren B und C, die eine Zentralein­ heit (CPU) eines Microprozessors aufweist.

Die Antriebssteuerung in einer Verpackungsmaschine soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4, die eine bevorzugte Ausführungsform darstellen, be­ schrieben werden. Zuerst wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Steuervorrichtung für das Antriebs­ system, das für eine Horizontalverpackungsmaschine angewandt wird, gezeigt. Wie darin gezeigt ist, weist das Antriebs­ system der Maschine einen ersten Motor A auf, der zum An­ trieb eines Artikelzuführungsbandes 50 zum Versorgen mit Artikel 49 dient, es weist einen zweiten Motor B auf, der hauptsächlich zum Antrieb eines Paares von Rollen 54 zum Ziehen einer Folie 52 aus Verpackungsmaterial dient, und es weist einen dritten Motor C auf, der zum Antrieb einer End­ versiegelungseinrichtung 56 dient. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist das Antriebssystem ebenfalls eine Steuerschaltung 58 auf, in der Umdrehungszahlen des ersten Motors A und ver­ schiedene Daten, wie der Schnittabstand für die Folie aus Verpackungsmaterial gespeichert und verarbeitet werden. Die Steuerschaltung 58 dient zum Erzeugen von Geschwindigkeitssteuer­ signalen, die die Geschwindigkeit des zweiten Motors B zum Ziehen der Folie 52 und des dritten Motors C zum Antrieb der Endversiegelungseinrichtung 56 steuern.

Speziell weist das Artikelzuführungsband 50 eine Endloskette 60 und eine Mehrzahl von Artikelschiebern 62 auf, die daran in vorbestimmten Abständen befestigt sind. Durch diese An­ ordnung werden die Artikel 49 kontinuierlich in vorbestimm­ ten Intervallen zu einer Formstation 64, die später be­ schrieben wird, hingeführt. Das Zuführungsband 50 wird durch den Motor A durch eine auf einer Antriebswelle 65 vorgese­ hene Kraftübertragungseinrichtung mit Ketten und Kettenrä­ dern angetrieben. Die Antriebswelle 65 weist einen Sensor S1 auf, der zum Überwachen der Position der Artikelschieber 62 auf dem Zuführungsband 50 dient.

Die Formstation 64 ist in Bewegungsrichtung unterhalb des Artikelzuführungsbandes 50 angebracht und dient zum Formen der Folie 52 von einer nicht gezeig­ ten Vorratsrolle in einen Schlauch 52a. Wie in Fig. 2 gesehen werden kann, werden die Rollen 54 zum zwangsweisen Ziehen der Folie 52 durch den zweiten Motor B durch ein Riemen und Scheiben aufweisendes Kraftübertragungssystem angetrieben. Die Kraft von dem Motor B wird durch eine Antriebswelle 65 so verteilt, daß ein Paar von Zuführungsrollen 66, die zum Zwischen-Sich-Halten der längs überlappenden Kanten des Schlauches 52a und zum Weiter­ führen derselben dienen, und ein Paar von Versiegelungsrol­ len 68 zum Bilden der Längssiegelung angetrieben werden. Die Geschwindigkeit des Motors B wird durch einen Rotations­ encoder RE bestimmt, und der nachgewiesene Wert wird zu der Steuerschaltung 58 zurückgekoppelt, damit so die Geschwindigkeit des Motors B geregelt werden kann.

Die Folie 52 weist in vorbestimmten Abständen auf ihrem Längskantenbereich aufgedruckte Zählmar­ ken auf. Diese Marken werden durch einen Sensor S2 mit photoelektrischen Zellen gelesen und nachgewiesen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Endversiegelungseinrichtung 56 weist ein Paar von Ver­ siegelungsköpfen 70 auf, die durch den dritten Motor C durch ein Übertragungssystem mit Ketten und Kettenrädern angetrie­ ben werden. So wie bei dem zweiten Motor B wird die Ge­ schwindigkeit des dritten Motors C durch einen Rotations­ encoder RE aufgenommen, und der nachgewiesene Wert wird zu der Steuerschaltung 58 zurückgekoppelt und somit die Ge­ schwindigkeit des Motors C gesteuert. Ein Sensor S3 für die Messerabfolge ist in dem Rotationsantrieb der Versiegelungs­ köpfe 70 vorgesehen.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Steuerschaltung 58 zum Regeln der Motoren B und C eine Zentraleinheit (CPU) eines Microprozessors auf. Die CPU hat verschiedene numerische Werte gespeichert, etwa wie die Länge und die Höhe des Produktes 49, den Schnittabstand der Folie 52 (der durch die Schnittlänge für jede Packung bestimmt ist) und den Radius der Versiegelungsköpfe 70 in der Endver­ siegelungseinrichtung 56. Die CPU verarbeitet die Geschwindigkeit des Motors A und die gespeicherten Daten und gibt daraus abgeleitete Anwei­ sungssignale an die Motoren B und C. Somit sind die Motoren B und C synchron mit dem Motor A durch die CPU der Steuer­ schaltung 58 gesteuert. In diesem Sinne dient der Motor A als Referenz für die Synchronisation der Motoren B und C.

Das Artikelzuführungsband 50 wird durch den Mo­ tor A angetrieben, damit der Arti­ kel 49 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angeliefert wird, und dann wird der Artikel 49 in den Schlauch 52a eingeführt und darin eingewickelt. An diesem Punkt wird der Motor B zum Antrieb der Rollen 54 zum Vorwärtsführen der Folie 52 um eine Verpackungslängeneinheit (die aufgrund der Schnittlänge und anderer, vorher in der CPU gespeicherter Daten bestimmt wird) betätigt. In diesem Sinne hängt der Motor B von dem Motor A zum Antrieb des Zuführungsbandes 50 ab.

Der Motor C wird so gesteuert, daß die umlaufende Geschwin­ digkeit während jeder Rotation der Versiegelungsköpfe 70 mit der Führungsgeschwindigkeit des Schlauches 52a mit dem darin eingewickelten Artikel 49 über­ einstimmt, wenigstens während die Versiegelungsköpfe 70 das Endversiegeln (und Schneiden) auf dem Schlauch 52 durchführen. Aus diesem Grund ist die um­ laufende Geschwindigkeit der Versiegelungsköpfe 70 insgesamt gesehen ungleichmäßig, aber praktisch führt jeder Versiege­ lungskopf 70 eine Rotation während der Zeit durch, in der ein Artikel 49 von dem Zuführungsband 50 zugeführt wird. In diesem Sinne ist der Motor C abhängig von dem Motor A zum Antrieb des Zuführungsbandes 50. Es muß angemerkt werden, daß es keine Abhängigkeitsbeziehung zwischen den Motoren B und C gibt.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß eine sehr einfache Anordnung von Antrieben in einer Verpackungsmaschine vorgesehen ist und komplexe Mechanismen, wie Nichtgleichmäßig­ keitsmechanismen und Differentialgetriebeeinrichtungen ver­ mieden sind, da der Motor zum Ziehen der Folie und der Motor zum Antrieb der Versiegelungsköpfe in Abhängigkeit von dem Motor zum Antrieb des Artikelzufüh­ rungsbandes entsprechend gesteuert werden. Daher ist das System weniger teuer herzustellen, und doch kann die Ge­ schwindigkeit eines jeden Tätigkeitsabschnittes wie ge­ wünscht in großem Maße geändert werden. Zusätzlich kann die Einstellung der Tätigkeitsabschnitte im Vergleich zu den be­ kannten Systemen, die beträchtlichen Arbeits- und Zeitauf­ wand zur Einstellung benötigen, einfach durchgeführt werden.

Claims (1)

1. Verpackungsmaschine, mit einer Formstation (64) zum Formen einer Folie (52) aus Verpackungsmaterial zu einem kontinuierlichen Schlauch (52a), mit einem Artikelzuführungsband (50) zum Zuführen von zu ver­ packenden Artikeln (49) in den kontinuierlichen Schlauch (52a), mit Rollenpaaren (54; 66; 68) zum Fördern bzw. Längsversiegeln der Folie (52), mit einer Endversiegelungseinrichtung (56) zum Querversiegeln und Schneiden des kontinuierlichen Schlauches (52a), mit einem ersten Motor (A) zum Antrieb des Artikelzuführungsbandes (50),
   einem zweiten Motor (B) zum Antrieb der Rollen (54; 66; 68)
   einem dritten Motor (C) zum Antrieb der Endversiegelungsein­ richtung und mit einer Steuerschaltung (58),
   dadurch gekennzeichnet, daß ein die Geschwindigkeit des Artikelzuführungsbandes (50), angebendes Signal der Steuerschaltung (58) zugeführt wird, die verschiedene numerische Werte, wie die Länge des Artikels (49), den Schnittabstand der Folie (52) und den Radius der Versiegelungsköpfe (70), gespeichert hat, und
   daß die Steuerschaltung (58) in Abhängigkeit von der Geschwindig­ keit des Artikelzuführungsbandes und den gespeicherten Daten Steuersignale an den zweiten Motor (B) und an den dritten Motor (C) liefert.