DE3937508C2 - Verfahren zum Betreiben einer Beutelherstellmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Beutelherstellmaschinen, um deren Produktionskapazität zu erhöhen. Die Kunststoffbeutelherstellung ist eine weit entwickelte Industrie, wobei viele Beutelherstellmaschinenarten zum Einsatz kommen. Eine typische Beutelherstellmaschine ist das Modell 175W der Firma FMC Corporation; mit einer solchen Beutelherstellmaschine lassen sich seitenverschweißte Kunststoffbeutel herstellen und fertige Beutel unter Verwen­ dung eines Förderers stapeln.

Die europäische Patentanmeldung 0 023 117 A1 offenbart eine Maschine zur Her­ stellung von Tüten aus synthetischem Kunststoffmaterial von einer Bahn entspre­ chenden synthetischen Kunststoffmaterials. Diese Maschine weist elektrische Schrittmotore auf, welche gemäß eines vorbestimmten Programms über einen Mikroprozessor mit Stromimpulsen versorgt werden, um eine Bahnvorzugein­ richtung und Bahnbearbeitungsabschnitte anzutreiben. Dabei ergibt sich ein Be­ schleunigungs- und Verzögerungsprofil der Materialbahn, welches einem einfa­ chen harmonischen Bewegungsgesetz folgt.

In der US-Patentschrift 4 261 779 ist ein Rollenantriebssystem zum Ziehen bzw. Fördern von Bahnen für eine Beutelherstellmaschine offenbart, wobei ein derarti­ ges System eine kontinuierlich angetriebene Nockenwelle mit einem Paar daran befestigter Nocken aufweist, mit deren Hilfe ein intermittierender Antrieb der Ausgangswelle für die Rollen realisiert wird. Die Kontur der zwei Nocken kann zwar eine sanfte Beschleunigung der Ausgangswelle von Geschwindigkeit Null auf einen relativ niedrigen Spitzenwert realisieren, ein variables Steuern der Bahn- Geschwindigkeit gemäß vorgegebener Werte der Beschleunigung und Verzöge­ rung und in zeitlich abgestimmter Beziehung zu dem Maschinenzyklus ist nicht möglich, da außerdem auch keine Servomotoren vorgesehen sind, sondern die Nockenform vielmehr eine einzige feste Beschleunigung und Verzögerung, basie­ rend auf harmonischen Bewegungsgesetzen festlegt.

Die Druckschrift DE-AS 23 28 376 offenbart eine Beutelherstellmaschine zum intermittierenden Fördern einer Bahn aus zugempfindlichem Folienmaterial, bei der für ein Vorschubwalzensystem Kurbelgetriebe und Kupplungen angeordnet sind, wobei die Kurbelgetriebe phasenversetzt zueinander auf dieselbe Walze ar­ beiten. Eine Steuerung der Kurbelgetriebe ist nur mittels einer Exzenterscheibe möglich. Servomotoren und eine Einrichtung zum Steuern der Servomotoren ge­ mäß einem ausgewählten Geschwindigkeitsprofil mit vorbestimmter Beschleuni­ gung und Verzögerung sind nicht vorgesehen. Die Druckschrift DE-AS 23 28 376 verweist vielmehr generell auf eine im wesentlichen sinusförmige Kurve bezüg­ lich der Vorschubgeschwindigkeit der Bahn.

Das Dokument "Landis & Gyr, Mitt. 31, 1984, S. 33" offenbart, daß die Winkel­ geschwindigkeit bei Schrittmotoren nicht absolut konstant sein kann, da ein Schrittmotor durch Impulse gesteuert wird. Die dargestellte Beschleunigungs- und Verzögerungsrampe des Schrittmotors an sich zeigt jedoch einen linearen Verlauf. Ein Hinweis auf eine Verwendbarkeit in Beutelherstellmaschinen oder zur Vor­ teilhaftigkeit einer Drehzahlsteuerung zum Erreichen linearer Beschleunigungs- oder Verzögerungsrampen findet sich nicht.

Die Maschine 175W ist mit einem Elektromotor ausgerüstet, welcher eine Hauptantriebswelle antreibt. Sich bewegende Bauteile wie beispielsweise Zugrollen, Verschließkopf und der Förderer werden von dem Hauptantriebsmotor angetrieben. Die Zugrollen, welche eine Folienbahn von einem Vorrat, entweder von einer Folienrolle oder einer kontinuierlich extrudierten Folienbahn abziehen, werden über ein Getriebe- und Riemenscheibensystem angetrieben, wobei ein Hebel- und Schwinggestänge mit einem Segmentrad eingesetzt werden; dabei wird ein bekanntes Kupplungs-/Bremssystem verwendet, um eine Hin- und Her­ bewegung in eine reversible, in einer Richtung wirkende Drehbewegung umzu­ wandeln. Die von dieser "Kupplungs-/Bremseinrichtung" erzeugte Bewegung ist eine harmonische Bewegung, die auf der Grundlage verschiedener Übersetzungs­ verhältnisse eine Bahnbeschleunigung und folglich eine maximale Folienbahnge­ schwindigkeit ergeben, wenn die Folienbahn von den Zugrollen für eine angege­ bene Anzahl von Maschinenzyklen gezogen wird, wie sie durch eine einzige Um­ drehung der Hauptnockenwelle bestimmt sind.

Es ist wünschenswert, die Produktionsleistung einer Beutelherstellmaschine zu erhöhen, jedoch waren bislang die erwähnte Folienbeschleunigung und die folgli­ che Bahnspitzen- bzw. Scheitelgeschwindigkeit ein begrenzender Faktor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zugrolle einer zyklisch betreib­ baren Beutelherstellmaschine so anzutreiben, daß die Folienbahnbeschleunigung und die daraus resultierende Scheitelgeschwindigkeit der Folie für gegebene Ma­ schinenzyklen pro Minute herabgesetzt werden können, so daß bei gleichen Wer­ ten der Spitzenbahnbeschleunigung und -verzögerung sowie bei gleicher daraus resultierender Scheitel- bzw. Spitzengeschwindigkeit der Folienbahn eine höhere Anzahl von Maschinenzyklen im Vergleich zu herkömmlich betriebenen Beutel­ herstellmaschinen erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben von Beutelherstellmaschinen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausführungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Mit der Erfindung wird ein Vorteil gegenüber bekannten Beutelherstellmaschinen insoweit erreicht, als die Folienbeschleunigung und die folgliche Scheitelge­ schwindigkeit der Folie für eine gegebene Maschinengeschwindigkeit (Zyklen pro Minute) herabgesetzt worden sind, so daß bei optimierter Zugzeit der Folienbahn und gleicher Folienbeschleunigung und folglicher Scheitel- bzw. Spitzenge­ schwindigkeit höhere Zyklen erlaubt sind.

Der Vorteil dieser Technologie trifft ebenfalls direkt auf "herkömmlich" angetrie­ bene Beutelherstellmaschinen ähnlich dem Model 175W zu. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Technologie kann direkt auf herkömmliche Maschinen mit eini­ gen Modifikationen angewendet werden, um zu gestatten, daß die bekannten Ma­ schinen ihre Produktionsleistungen so erhöhen, daß ihr Niveau auf dem einer Ma­ schine liegt, deren Zugrolle und Verschließrolle mittels eines Servomotors ent­ sprechend dem Verfahren der Erfindung angetrieben werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefüg­ ten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 perspektivisch eine Beutelherstellmaschine,

Fig. 1A eine Detailansicht eines Vakuumarms nach einer anderen Ausfüh­ rungsform mit abgeschrägtem Ende,

Fig. 2 schematisch die Anordnung mit einem Verschließrollen- Schaltgetriebe,

Fig. 3A ein Diagramm eines Maschinenzyklus einer bekannten Maschine,

Fig. 3B ein Diagramm eines Maschinenzyklus der erfindungsgemäß betrie­ benen Maschine,

Fig. 4 schematisch die Anordnung mit einer Malteserkreuz- Getriebeeinrichtung zum Antreiben der Verschließrolle,

Fig. 5A, 5B und 5C schematisch Zugrollen während eines Zyklus "unterbrochen",

Fig. 6 eine teilweise weggebrochene Ansicht einer Malteserkreuz- Getriebeeinrichtung, und

Fig. 7 ein Blockdiagramm, in welchem die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Steuer- bzw. Regelkomponenten und den Bauteilen gezeigt sind.

In Fig. 1 ist eine Beutelherstellmaschine 10 mit verschiedenen unterschiedlichen Abschnitten einschließlich eines Spannungssteuer- und Anti-Rutschabschnittes 12, eines Beutelform- und Modifizierabschnittes 14 und eines Förderstapelab­ schnittes 16 gezeigt. Eine Folienbahn wird durch den Spannungssteuerabschnitt 12 geführt und kommt von einer Folienrolle, die mit einem Rohr eines geblase­ nen/extrudierten Kunststoffmaterials an einer entfernten Stelle in an sich bekann­ ter Weise bewickelt worden ist. Die Bahn wird in den Beutelformabschnitt 14 mit Hilfe eines Paares Zugrollen gezogen, welches eine obere und eine untere Zugrolle einschließt, die einen Spalt schaffen, in welchem die Bahn ergriffen wird, um sie zu einem Schneid- und Verschließkopf 18 zu führen, während wei­ terhin die Folie von ihrer Vorratsrolle und durch den Spannungssteuerabschnitt gezogen wird. Nach Schneiden der Bahn auf eine gewünschte Beutellänge mit Hilfe des Schneid- und Verschließkopfes 18, wobei Ränder geschaffen werden, welche die Beutelbreite bestimmen, werden die einzelnen Beutel von den Vaku­ umarmen 20 aufgenommen und auf Stiften 22 abgelegt.

Der Hauptantriebsmotor für die Beutelherstellmaschine sowie weitere Schaltbau­ teile befinden sich in einem Behälter 24 und in dem Bereich unterhalb des Beutel­ formabschnittes. Ein Gehäuse 26 enthält Vakuumelemente, von denen die Vaku­ umarme 20 über Schläuche 28 mit Vakuum bzw. Unterdruck versorgt werden.

Eine Steuertafel 30 für die Bedienungsperson umfaßt ein Operator- Eingangsinterface 32. Ein Gehäuse 34 nimmt einen Förderer 36 zum Fortbewegen des auf den Stiften angesammelten Beutelstapels auf.

In Fig. 2 ist die Anordnung schematisch gezeigt. Dort wird eine Filmbahn 38 durch den Spannungssteuer- und Anti-Rutschabschnitt 12 (anti-bounce section) zu dem Beutelformabschnitt 14 geführt. Am Beutelformabschnitt befinden sich eine obere Zugrolle 40 und eine untere Zugrolle 42, welche die Folie in dem zwischen diesen Zugrollen gebildeten Spalt halten. Die untere Zugrolle 42 wird von einem drehzahlgeregelten Servomotor 44 über ein Band oder eine Kette 46 angetrieben, welcher ein Servoschrittmotor, ein bürstenloser DC-Servomotor oder ein Dreh­ stromsynchron-Servomotor sein kann. Die untere Zugrolleneinrichtung 42 umfaßt weiterhin einen Getriebeabschnitt, der mit einem Verschließrollen-Schaltgetriebe 48 in Eingriff steht, das wiederum mit einer Verschließrolleneinrichtung 50 in Eingriff ist. Somit sind die Verschließrolleneinrichtung 50 und die untere Zugrol­ leneinrichtung 42 beide von dem Servomotor 44 antreibbar. Ein Verschließ- bzw. Verschweißstab 52 wird zyklisch vertikal mittels eines Antriebsgestänges (nicht gezeigt) von einem Nocken bewegt, welcher der Hauptantriebswelle 54 zugeord­ net ist. Die Hauptantriebswelle 54 dreht sich einmal pro Maschinenzyklus, der äquivalent einer Beutelausbildung auf einer einbahnigen Beutelherstellmaschine ist.

Die Vakuumanordnung 60, welche die Maschinenarme 20 umfaßt, wird direkt von der Hauptwelle 54 mit einem Verhältnis, typischerweise 6 : 1 in Fig. 2 und 4 angetrieben.

Die Steuerelemente des Servomotors 44 sind ein Tachometer 62 und ein Rück­ kopplungs-Motorkodierer 64, der am Servomotor angeordnet ist, ein Hauptwel­ lenkodierer 66 an der Hauptantriebswelle 54, ein Servoverstärker 68 und eine Eingangsvorrichtung oder ein Regler 32. Diese Bauteile sind miteinander über verschiedene elektrische Leitungen miteinander verbunden, wie sich dies aus Fig. 7 ergibt.

In Fig. 2 ist eine Anti-Rutscheinrichtung bzw. eine Einrichtung gezeigt, welche einem Rückprall bzw. einem Aufprallen entgegengewirkt (anti-bounce means). Diese Einrichtung 70 wird mittels eines Bandes 72 angetrieben, welches sie mit einer geringen Geschwindigkeit von der unteren Zugrolle 42 antreibt, die, wie dies bemerkt ist, von dem Servomotor angetrieben wird.

In Fig. 3A und 3B sind Diagramme gezeigt, welche den Vorteil des erfindungs­ gemäßen Vorschlages gegenüber einer herkömmlich betriebenen Beutelherstell­ maschine zeigen. Fig. 3A zeigt ein Diagramm einer bekannten herkömmlich be­ triebenen Maschine, beispielsweise der Maschine Modell 175. Hierbei handelt es sich um eine Maschine, die zwischen dem Hauptantrieb und den Zugrollen eine Kupplungs-/Bremseinrichtung verwendet, um die Folienbahn durch die Beutel­ formstation voreilen zu lassen. Die Vertikalachse des Diagramms zeigt die Bahn­ geschwindigkeit, während auf der horizontalen Achse die Zeit, ausgedrückt in Grad Zugrollenrotation, aufgetragen ist. "Vp" stellt dabei die Bahnscheitel- bzw. Spitzengeschwindigkeit dar, die mit einem harmonischen Beutelherstellzyklus erreichbar ist, und zwar unter Verwendung eines Führungsgestänges für den ex­ zentrischen Kurbeltrieb und der Kupplungs-/Bremseinrichtung bekannter Art. Die Bahnzuglänge ist auf 180° begrenzt, und die Maschinentaktgeschwindigkeit ist durch die Bahnbeschleunigung oder folglich die Scheitelgeschwindigkeit (Vp an der Spitze der Kurve von 0° bis 180° oder die Beschleunigung bzw. Verzögerung, welche das Gefälle der Kurve ist) und auch durch die Stabilität des Führungsran­ des der Bahn oder der Folie während der Ausbildung eines Beutels bei einer ge­ gebenen Bahngeschwindigkeit begrenzt. In dem "Brems"-Abschnitt dieses Dia­ grammes von 180° bis 360° erfolgt das Verschließen der ausgebildeten Bahn wäh­ rend des Verweilabschnittes des Bremsstatus der unteren Zugrolle.

In Fig. 3B ist ein Diagramm der Beutelausbildung gezeigt, wenn der vom Hauptantrieb getriebene Kupplungs-/Bremsmechanismus durch eine von einem Servomotor gesteuerte erfindungsgemäß betriebene untere Zugrolle und Ver­ schließrolle ersetzt ist. In diesem Diagramm sind die Koordinaten die gleichen, jedoch ist es erkennbar, daß mehr Zeit, d. h. 230°C anstatt 180° zur Verfügung steht, um den Beutel auszubilden. Der Grund ist die konstante Beschleunigung, die von dem Servomotorantrieb geschaffen ist, wobei mehr als 180° mit Ver­ schließalgorithmus verwendet werden können. In diesem Diagramm ist die Zug­ zeit optimiert, wobei im wesentlichen die gesamte in dem Zugzyklus verfügbare Zeit eingesetzt wird, die nicht für das Verweilen, das während des Beutelver­ schließvorganges erforderlich ist, und eine Freigabezeit SC#1 und SC#2 vor und nach der Verweilzeit eingesetzt wird, wenn der Verschließstab in Eingriff steht, um den Beutel gegen die von der Verschließrolle geschaffene Unterlage zu ver­ schließen.

Die Scheitelbeschleunigung und die Bahngeschwindigkeit nach Fig. 3B zeigen, daß sie wesentlich geringer sind, als wenn der Beutel nach lediglich 180° Zug hergestellt ist, wie dies durch die gestrichelt gezeichnete Kurve dargestellt ist, welche bei 0° beginnt und bei 180° endet. Da der begrenzende Faktor der Beutel­ herstellung die Bahnbeschleunigung und folglich die Scheitelgeschwindigkeit des Beutels während des Zuges ist, folgt hieraus, daß, wenn die Beschleunigung durch erfindungsgemäßes Betreiben unter Verwendung der servogetriebenen Zugrollen anstelle der Kupplungs-/Bremsanordnung abgesetzt ist, es möglich ist, die Beutel­ herstellung durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Beutelherstellmaschine mit servoangetriebener Zugrolle zu erhöhen, bis die Beschleunigung und folgliche Scheitelgeschwindigkeit der Maschine mit servoangetriebener Zugrolle die Spit­ zenbeschleunigung oder Geschwindigkeit der herkömmlichen Kupplungs-/Brems- Maschine erreicht.

Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf Fig. 3A und 3B beim Herstellen eines 22,9 cm breiten Beutels bei 200 Zyklen/Minute (Hauptantriebswellen- und Ma­ schinentakte) mit einer Verweilzeit von 40° beim Verschließen mit einer bekann­ ten Vorrichtung die Zugzeit ungefähr 0,15 Sekunden betragen (180°/360° × 0,3 Sekunden/Takt = 0,15 Sekunden). Die Spitzenbeschleunigung wird 5458,46 cm/s² betragen, wenn bei der bekannten Maschine die Spitzenfoliengeschwindigkeit auf 295,3 cm/s sein wird. Da die Spitzenbeschleunigung auf 5458,46 cm/s² oder die Spitzengeschwindigkeit auf 295,3 cm/s × 200 Zyklen pro Minute mit einer Ver­ weilzeit während des Verschließens von 40° begrenzt ist, kann die Spitzenbe­ schleunigung oder die Spitzen- bzw. Scheitelgeschwindigkeit der Folie in Bewe­ gungsgleichungen für ein Geschwindigkeitsprofil mit konstanter Beschleunigung eingesetzt werden, um die Zyklen pro Minute der Maschine mit erfindungsgemäß betriebener servoangetriebener Zugrolle zu berechnen, wobei die Maschine einen 22,9 cm breiten Beutel mit einer Verweilzeit von 40° herstellt. Wenn die Spitzen­ beschleunigung als Grenze (5458,46 cm/s²) gehalten wird, wäre die Zeit zum Zie­ hen gleich 9 : 5458,46 × 2, was 0,0647 × 2 oder 0,1294 Sekunden ergibt, welches einer Zykluszeit mit 230° Zug gleicht, wobei 0,1294 × 360° : 230° 1 : 0,2025 oder 296 Zyklen/Minute bei einer Folienspitzenbeschleunigung gleich 5458,46 cm/s² ergibt. Demzufolge sind 296 Zyklen/Minute möglich, wenn die Zugzeit 230° be­ trägt, wie dies die Zugzeit bei einer servoangetriebenen Zugrolle gemäß der Er­ findung ist. Die Verbesserung von 96 Zyklen/Minute bei erfindungsgemäßem Betrieb unter Verwendung der servoangetriebenen Zugrolle anstelle des her­ kömmlichen Zugrollensystems mit Kupplungs-Bremseinrichtung ist ein beträcht­ licher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.

Wenn die Spitzengeschwindigkeit der Folie als Grenze (295,3 cm/s) gehalten wird, beträgt die Zeit zum Ziehen 9 dividiert 295,3 × 2 oder 0,15484 Sekunden, welches einer Zykluszeit bei 230° Zug von 0,15484 × 360° : 230° gleich 1 : 0,2433 oder 247 Zyklen pro Minute bei einer Folienspitzengeschwindigkeit gleich 295,3 cm/s ist. Demzufolge sind 247 Zyklen pro Minute möglich, wenn die Zugzeit 230° beträgt, wie dies die Zugzeit ist, die von einer servoangetriebenen Zugrolle im Betrieb gemäß der Erfindung geschaffen ist. Die Verbesserung von 47 Zyklen pro Minute bei erfindungsgemäßem Betrieb unter Verwendung der servoangetrie­ benen Zugrollen anstelle des herkömmlichen Kupplungs-/Brems- Zugrollensystemes ist ein wesentlicher Vorteil.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform nach Fig. 2 gezeigt, wobei zwischen der unteren Zugrolle 42 und der Verschließrolle 50 eine Verschließrollen- Schaltgetriebeeinrichtung verwendet wird. Bei der Ausführung nach Fig. 4, in welcher gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern aufweisen, ist die Verschließrol­ len-Schaltgetriebeeinrichtung durch einen bekannten Malteserkreuz- Antriebsmechanismus ersetzt worden, welcher die Verschließrolle von der Hauptwelle 54 antreibt. Fig. 6 zeigt die Malterkreuz-Antriebsanordnung mehr im Detail. Diese Antriebsanordnung arbeitet als eine achtstufige Gangvorrichtung, welche den Eingang von dem Hauptantrieb über ein Band 56 erhält, wobei ein zahnradangetriebener Exzenterstift 74 mit dem Malteser-Schaltzahnrad 76 in Ein­ griff steht. Ein Band 78 treibt die Verschließrolle 50 in bekannter Weise an. Ein Vorteil des Malteserkreuz-Antriebes gegenüber dem Verschließrollen- Schaltgetriebe besteht darin, daß weniger Trägheit im Getriebezug für den Ser­ vomotor 44 zu überbrücken ist, so daß die Last auf den Servomotor und seiner Verbindung mit der unteren Zugrolle reduziert wird. Das Malteserkreuz-System gestattet auch ein separates phasenartiges Schalten der Verschließrolle.

Bei der Anordnung mit dem Malteserkreuz-Antrieb und der Verschließrollen- Schaltgetriebeeinrichtung sei hervorgehoben, daß die Anti- Rutschrolleneinrichtung 70 (anti-bounce roll) von der unteren Zugrolle über das Band 72 angetrieben wird. Selbstverständlich kann die Anti- Rutschrolleneinrichtung weggelassen werden und eine andere Einrichtung ver­ wendet werden, um die Bahnspannung zu steuern.

In Fig. 5A, 5B und 5C ist schematisch dargestellt, daß die untere Zugrolle in Um­ kehrung (Fig. 5B) geschaltet wird, um die Folienbahn 38 von der Verschließrolle 50 mittels des Servoantriebs zu ziehen. Dies erfolgt während einer Taktunterbre­ chung, wenn eine gegebene Anzahl von Beuteln, wie beispielsweise 250 Beutel, die Maschine durchlaufen haben und auf den Stiften 22 gestapelt sind, so daß ein leerer Satz der Stifte in die Lage für den höchsten Beutelstapel geschaltet werden kann.

Zusätzlich zu den Einschränkungen bei der Beutelherstellung aufgrund der Be­ schleunigung- oder folglichen Geschwindigkeitsbegrenzungen der Folienbahn durch die Zugrollen wurde gefunden, daß eine weitere Einschränkung vorhanden sein kann, wenn die Beutel entfernt und gestapelt werden, wobei hierzu Stifte und Vakuumarme verwendet werden. Diese ist ein Spielraum zwischen den Vaku­ umarmen und einem neu hergestellten Beutel. Wenn einmal ein Vakuumarm 20 (Fig. 2) einen Beutel aufgenommen hat, muß der Arm von dem Führungsrand des nächsten Beutels frei sein. Die Vakuumarme 20, die auch als Förderarme bekannt sind, haben an ihrem äußeren Ende eine typische Dicke von ungefähr 25,4 mm. Das Ende des Armes ist annähernd 25,4 mm von der Verschließrolle 50 bei her­ kömmlichen Maschinen beabstandet und annähernd 508 mm lang. Um vom näch­ sten Beutel frei zu sein, muß sich der Arm 20 um annähernd 3° bewegen, so daß sich ein Spielraum von 25,4 mm (Dicke des Vakuumarmes) ergibt. Bei Anord­ nungen mit sechs Armen müssen letztere mit einem Verhältnis von 6 : 1 angetrie­ ben werden und benötigen somit 18% des Maschinenzyklus, um den Arm von dem Führungsrand des nächsten Beutels vor dem nächsten Schaltvorgang freizu­ geben.

Um zu gewährleisten, daß die Beutel nicht in die Vakuumarme während der Ge­ schwindigkeitsänderungen reichen, besteht ein Verfahren darin, die Steuerungen der servoangetriebenen Zugrolle zu verwenden, um zu gewährleisten, daß die Zugzeit stufenweise ansteigt, wenn der Hauptantrieb seine Geschwindigkeit er­ höht. Der Hauptantrieb kann seine maximale Geschwindigkeit nicht so schnell wie der Zugabschnitt erreichen, so daß der Zugrollenabschnitt über eine mit dem Hauptkodierer verbundene elektronische Leitung erhöht wird, um somit nicht die Maschinengeschwindigkeit und folglich die Vakuumarmlage zu übersteigen. Hierdurch soll primär verhindert werden, daß die Beutel in die Vakuumarme ge­ zogen werden. Der Servozugzyklus wird in Maschinengrad für den Hauptkodierer 66 und nicht in realer Zeit ausgedrückt. Die Zugrollengeschwindigkeit wird der Hauptantriebsgeschwindigkeit über den Hauptkodierer und die Rückführsteuerung 64 angepaßt, welche den Servomotor unter Steuerung des Bewegungsreglers be­ tätigt. Somit beginnt bei Starten der Maschine der Zug langsam und paßt sich der Hauptantriebsgeschwindigkeit an, bis der Hauptantrieb seine Geschwindigkeit erreicht. Die Zuggeschwindigkeit folgt der Hauptantriebsgeschwindigkeit, anstatt über sie hinaus zu gehen.

Eine Abänderung der Förderarme ist in Fig. 1A gezeigt, wonach an dem äußeren Ende des Förder- oder Vakuumarmes 20 ein abgeschrägtes Ende ausgebildet ist. Durch Abschrägen des Armendes wird die effektive Dicke des Armes herabge­ setzt, so daß die erforderlichen Spielraumgrade verringert werden können. In dem obigen Beispiel kann die Bewegung von 3°, die erforderlich ist, um einen Spiel­ raum von 25,4 mm zu ergeben, herabgesetzt werden, indem das Ende des Armes eine Dicke von weniger als 25,4 mm aufweist. Dies gestattet weiterhin längere Beutelherstellzeiten, weil die Förderarme schneller aus dem Weg des neuen Beu­ tels entfernt werden.

In Fig. 7 ist ein Blockschema gezeigt, um die Beziehung zwischen den Steuerele­ menten der Maschine mit servogetriebener Zugrolle darzustellen. Der Hauptko­ dierer ist der Hauptwellenkodierer 66, welcher eine der Hauptantriebswelle rele­ vante Nullmarke schafft. Das Kodiersignal wird zu dem Hauptkodiererinterface geleitet, welcher das Signal für den Maschinenzeitgebermodul verarbeitet, der die für den Geschwindigkeitsprofilgenerator verfügbare Zeit in Maschinengrad be­ stimmt.

Das erzeugte Geschwindigkeitsprofil wird zum Befehlsgenerator geleitet, welcher über den Servotranslator den Regelverstärker anweist, den Servomotor zu erregen, um die untere Zugrolle anzutreiben. Der Servomotordrehzahlgeber bzw. das Ta­ chometer gibt die Servomotorgeschwindigkeit zum Servo- bzw. Regelverstärker zurück, während der Bahnposition-Rückführkodierer 64 zum Servotranslator zu­ rückführt, welcher nach Erreichen der gewünschten Zuggrade dem Profilgenerator signalisiert, daß der Zug abgeschlossen ist. (Hauptkodiererinterface, Maschinen­ taktgebermodul, Befehlsgenerator und Profilgenerator befinden sich alle in dem Bewegungsregler 32.)

Die in den mit gestrichelten Linien umrandeten Kästen enthaltenen Bauteile sind alternative Ausführungsformen zum Erreichen der befohlenen Zuglänge. Der lin­ ke Kasten wird verwendet, wenn die im Beutel zu verarbeitende Folie vorgedruckt und somit entsprechend registriert ist. Die Registriersteuerung bestimmt nach Überprüfen der Druckmarken auf der Folie die Zuglänge. Der rechte Kasten ist eine von der Betriebsperson gesteuerte Zuglängenauswahl, in welche die Bedie­ nungsperson eine gewünschte Beutelzuglänge eingibt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben einer Beutelherstellmaschine (10) mit Zugrollen (40, 42) zum intermittierenden Ziehen einer gegebenen Folienbahn (38) von einem Folienvorrat, mit zumindest einem Servomotor (44) zum Antreiben mindestens einer der Zugrollen (40, 42) und mit einer mit dem Servomotor (44) verbundenen Steuereinrichtung (62, 64, 66, 68, 32) zum Steuern der Drehzahl, bei dem der Servomotor (44) mittels der Steuervorrichtung (62, 64, 66, 68, 32) gemäß einem vorbestimmten Geschwindigkeitsprofil und in zeitlich abgestimmter Beziehung zu dem Maschinenzyklus gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Folienbahn-Geschwindigkeit mit einer im wesentlichen konstanten Beschleuni­ gung auf eine maximale Folienbahn-Geschwindigkeit gehoben und danach die Foli­ enbahn (38) mit im wesentlichen konstanter Verzögerung angehalten wird;
• b) die Zugzeit der Folienbahn optimiert wird; und
• c) die Werte für die Beschleunigung, die Verzögerung und die maximale Folienbahn- Geschwindigkeit für die gegebene Folienbahn (38) kleiner gehalten werden, als die Werte für eine nicht zugzeitoptimierte Folienbahnbewegung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bahnverschließmechanik periodisch betätigt wird, um eine Vielzahl von sich wiederholenden Maschinenzyklen zu definieren, wobei jeder Maschinenzyklus eine Bahnverschließperiode, die weniger als 50 % des Maschinenzyklus ausmacht und während der die Bahnverschließmechanik die Bahn verschließt und somit einen Beutel herstellt, umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Beschleu­ nigung im wesentlichen gleich der Größe der Verzögerung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Be­ schleunigung und der Verzögerung im Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit einer Hauptantriebswelle eingestellt werden, so daß die Bahn über eine im wesentlichen kon­ stante bestimmte Länge während eines Maschinenzyklus unabhängig von der Rotations­ geschwindigkeit der Hauptantriebswelle bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschließrolle (50) so mit der Zugrolle (42) über eine Schaltgetriebeeinrichtung (48) gekoppelt wird, daß die Verschließrolle (50) von dem Servomotor (44) angetrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließrolle (50) über einen Malteserkreuz-Antriebsmechanismus von der Hauptantriebswelle angetrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugrolle unabhängig von der Verschließrolle (50) angetrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptantriebswelle (54) und ein Hauptwellenkodierer (66) gekoppelt werden, und daß ein Bewegungsregler (32) auf den Hauptwellenkodierer anspricht, um den Betrieb des Servomotors gemäß dem Be­ tt trieb der Hauptantriebswelle (54) zu synchronisieren.

9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bewegungsregler (32) auf den Hauptwellenkodierer in Übereinstimmung mit der Lage der Hauptantriebs­ welle (54) anspricht, so daß der Servomotor (44) der Rotation der Hauptantriebswelle (54) folgt, um die Zugrolle (42) und die Bahnverschließmechanik mit der Hauptantriebswelle (54) zu synchronisieren und um zu verhindern, daß die Beutel mit einer Geschwindigkeit hergestellt werden, die höher als die Geschwindigkeit ist, mit der eine von der Hauptan­ triebswelle angetriebene Beutelstapel- und Fördereinrichtung (16) die Beutel hanbhabt.