DE4114720C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beutelmaschine zum Herstellen von Beuteln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 21 46 900 ist eine Beutelmaschine bekannt, die zur Produktion von Flach- oder Seitenfaltenbeuteln ausgelegt ist. Beutelmaschinen sind so konzipiert, daß von einer Papierrolle kontinuierlich eine Bahn abgezogen wird, die zum Schlauch geformt wird, der in einzelne Schlauchabschnitte unterteilt wird. Bei Kreuz- oder Klotzbodenbeutelmaschinen wird dann an einem Ende der Boden gebildet und verklebt. Bei Flach- oder Seitenfaltenbeutelmaschinen wird das vorauslaufende Ende jedes Schlauchabschnittes lediglich umgefalzt und verklebt. Die fertiggestellten Beutel werden mittels eines rotierend antreibbaren Abgabezylinders zum nachgeschalteten Ablagetisch transportiert. Dazu ist der Ablagezylinder mit Greifern oder Falzzangen ausgerüstet, die zum Zwecke des Öffnens oder Schließens gesteuert sind. Die Greifer oder die Falzzangen klemmen jeweils das vorauslaufende Ende des Beutels ein und transportieren ihn durch die Rotationsbewegung des Ablagezylinders zum Ablagetisch. Bei Flach- oder Seitenfaltenbeutelmaschinen sind die Ablagezylinder üblicherweise mit Falzzangen ausgerüstet, wodurch der Ablagezylinder gleichzeitig der Falzzylinder zum Umfalzen des vorauslaufenden Endes jedes Schlauchabschnittes ist. Der Ablagezylinder hat demzufolge eine Doppelfunktion. Ist der Ablagezylinder als Greiferzylinder ausgebildet, sind die Greifer in Reihen angeordnet, die in axialer Richtung verlaufen. Die Anzahl der Greiferreihen bzw. der Falzzangen ist normalerweise eine gerade Zahl. Die Winkelabstände zwischen den einzelnen Greiferreihen bzw. den Falzzangen sind gleich. Die Falzzangen und die Greifer sind im äußeren Umfangsbereich des Ablagezylinders angeordnet. Der Ablagetisch kann auf Höhe der Drehachse des Ablagezylinders oder gegenüber dieser Drehachse nach unten versetzt sein. Die dem Ablagezylinder zugewandte Kante liegt in einem geringstmöglichen Abstand zur äußeren Umfangsfläche des Ablagezylinders. Die Leistung einer Beutelmaschine für Flach- oder Seitenfaltenbeutel ist besonders hoch, bedingt durch den einfacheren Falzvorgang. Die Geschwindigkeit der von der Rolle abgezogenen Bahn bzw. die Durchlaufgeschwindigkeit jedes Schlauchabschnittes ist entsprechend hoch. Die Geschwindigkeiten sind jedoch nicht nur von der Stückzahl der in einer Zeiteinheit gefertigten Beutel abhängig, sondern auch von der Länge jedes Schlauchabschnittes, bzw. jedes Beutels. Beispielsweise werden bei Flach- oder Seitenfaltenbeutelmaschinen Geschwindigkeiten von mehr als 300 Meter pro Minute erreicht. Da nun der Ablagezylinder mit dieser Rotationsgeschwindigkeit umläuft, entsteht ein Stoßeffekt beim Absetzen jedes Beutels auf den Ablagetisch, da dieser schlagartig von der Rotationsgeschwindigkeit des Ablagezylinders zum Stillstand kommt. Durch diesen Stoßeffekt kommt es besonders bei Beuteln größerer Länge, von z. B. über 30 cm zum Einknicken des Beutels, wodurch die Stapelbildung erschwert, wenn nicht gar unmöglich wird. Dies trifft insbesondere für Flach- oder Seitenfaltenbeutel zu, da diese üblicherweise auf einem Papier mit einem relativ geringen Flächengewicht produziert werden. Es ist durchaus üblich, diese Beutel aus Papieren mit einer Grammatur von 25 gr/qm zu fertigen. Diese Beutel haben demzufolge eine geringe Eigenstabilität, so daß das Einknicken bei den obenangeführten Geschwindigkeiten nicht zu verhindern ist. Dies trifft insbesondere bei Flachbeuteln zu, da bei Seitenfaltenbeuteln die Seitenfalten die Eigenstabilität erhöhen.

Aus den zuvor geschilderten Gegebenheiten ergibt sich, daß beim Betrieb der in Frage kommenden Beutelmaschine bei der Fertigung von Beuteln aus Papieren mit relativ geringer Grammatur und einer verhältnismäßig großen Beutellänge es notwendig wurde, zur Reduzierung der Bahn bzw. der Durchlaufgeschwindigkeit die Leistung herabzusetzen. Die Fertigung der besagten Beutel war deshalb äußerst unwirtschaftlich.

Weiterhin ist noch nachteilig, daß zwischen die jeweils dem Ablagezylinder zugewandten Beutel des kontinuierlich gebildeten Stranges und dem Ablagezylinder eine Relativgeschwindigkeit auftrat, die gleich der Rotationsgeschwindigkeit des Ablagezylinders ist. Dadurch wird das Einknicken oder eine sonstige nichtgewollte Verformung des Beutels noch begünstigt.

Bei der aus der DE-OS 21 46 900 bekannten Beutelmaschine ist der Ablagetisch gegenüber der Drehachse des Ablagezylinders nach unten versetzt. Nach dem Öffnen der jeweiligen, den abzulegenden Beutel transportierenden Falzzange fällt dieser in vertikaler Richtung nach unten. Zur Führung des Beutels ist der Ablagezylinder mit mehreren nebeneinander und im Abstand zueinander angeordneten Rillen versehen, die umlaufende Bänder aufnehmen. Unterhalb des Ablagetisches sind zwei Umlenkrollen für die Bänder so gelagert, daß die Bänder im Bereich des sich bildenden Beutelstapels vertikal geführt sind. Durch diese Maßnahme soll die sich aus dem Durchmesser des Ablagezylinders ergebende Krümmung der Beutel beseitigt werden. Durch diese Konstruktion des Ablagezylinders wird jedoch der Stoßeffekt beim Auftreffen der Beutel auf den Ablagetisch nicht aufgehoben. Darüber hinaus ist die Relativgeschwindigkeit zwischen dem zuletzt abgelegten Beutel und den Bändern genauso groß wie die Umfangsgeschwindigkeit des Ablagezylinders, da die Bänder mit der Umfangsgeschwindigkeit des Ablagezylinders umlaufen. Im Bereich der Umschlingung des Ablagezylinders stimmen auch die Richtungen überein.

Ausgehend von dem durch die DE-OS 21 46 900 bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beutelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzuentwickeln, daß die Höchstleistung der Beutelmaschine auch bei der Verarbeitung von Papieren mit einer Grammatur im unteren Bereich und einer relativ großen Beutellänge ausgenutzt werden kann, ohne daß es zum Einknicken der Beutel und dadurch bedingten Betriebsstörungen kommt. Darüber hinaus soll die Relativgeschwindigkeit zwischen dem dem Ablagezylinder zugewandten Beutel und dem Ablagezylinder relativ klein oder auf den Wert 0 reduziert werden.

Die gestellte Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die Beutelstreckeinrichtung ist Bestandteil des Ablagezylinders. Da die Geschwindigkeitskomponente der Beutelstreckeinrichtung der Geschwindigkeitskomponente des Ablagezylinders entgegengerichtet ist, ist die Relativgeschwindigkeit zwischen dem dem Ablagezylinder zugewandten Bauteil des Beutelstranges und der äußeren Umfangsfläche des Ablagezylinders ausgeschaltet, wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Beutelstreckeinrichtung mit der Rotationsgeschwindigkeit des Ablagezylinders übereinstimmt. Wird durch eine konstruktive Maßnahme die Umlaufgeschwindigkeit der Beutelstreckeinrichtung ein klein wenig größer als die Rotationsgeschwindigkeit des Ablagezylinders, verbleibt eine relativ kleine Geschwindigkeitskomponente in Umlaufrichtung der Beutelstreckeinrichtung, so daß der betreffende Beutel dadurch sogar, rein theoretisch gesehen, vom Ablagetisch weggezogen würde. In der Praxis würde allenfalls ein Strecken erfolgen. Die Beutel werden nach wie vor durch die Greifer bzw. Falzzangen des Ablagezylinders mit dessen Rotationsgeschwindigkeit transportiert. Sobald die Freigabe durch die Greifer bzw. durch die Falzzangen erfolgt, wird jedoch die Streckeinrichtung wirksam. Durch die Ausschaltung der Relativgeschwindigkeit wird der Stoßeffekt zumindest soweit gemildert, daß ein Einknicken wirksam verhindert wird. Bei rein theoretischer Betrachtung wird jedoch auch der Stoßeffekt vollkommen ausgeschaltet. Durch diese einfache Maßnahme der entgegengesetzt zur Rotationsbewegung des Ablagezylinders umlaufenden Beutelstreckeinrichtung ist es nunmehr möglich, unabhängig von der Grammatur des Papieres und der Beutellänge die Höchstleistung der Beutelmaschine voll auszunutzen. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit dieser Maschine wesentlich erhöht.

Die gestellte Aufgabe ist auch durch eine aus der CH-PS 6 05 113 bekannte Vorrichtung nicht gelöst. Bei dieser Vorrichtung liegt der Ablagetisch ebenfalls nach unten versetzt zur Drehachse des Ablagezylinders. Damit die Beutel nicht einknicken sind dem Ablagezylinder mehrere aus Blattfedern gebildete Haltefinger zugeordnet, die den Beutelstrang gegen den Ablagezylinder drücken. Bei dieser Vorrichtung mag zwar das Einknicken der Beutel verhindert werden, die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Beutelstrang und dem Ablagezylinder ist jedoch nicht reduziert, so daß der Stoßeffekt voll eintritt. Eine konstruktiv einfache, jedoch funktionell voll wirksame Lösung wird erreicht, wenn die Beutelstreckeinrichtung als eine umlaufend antreibbare Bandtransporteinrichtung ausgebildet ist und diese Bandtransporteinrichtung besteht zweckmäßigerweise aus mehreren nebeneinander angeordneten Bändern. Das Band bzw. die Bänder der Bandtransporteinrichtung haben jedoch keine Funktion im Sinne eines Transportes der Beutel. Damit die Funktion der Greiferreihen bzw. der Falzzangen nicht beeinträchtigt wird, ist vorgesehen, daß die Anzahl der Beutelstreckeinrichtungen mit der Stückzahl der Zangen oder Greiferreihen übereinstimmt und daß jede Beutelstreckeinrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Falzzangen oder Greiferreihen angeordnet ist. Da die maximale Breite der zu fertigenden Beutel we­ sentlich geringer ist als die Breite des Ablagezylinders, ist in wei­ terer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß sich die Beutel­ streckeinrichtung bzw. die Beutelstreckeinrichtungen nur über den mittleren Bereich des Ablagezylinders erstrecken. Sofern die Beutel­ streckeinrichtung eine Bandtransporteinrichtung ist, ist vorgesehen, daß dem Ablagezylinder ein feststehender, mit einer Innenverzahnung versehener Zahnkranz zugeordnet ist, dessen Teilkreis mit dem Außen­ durchmesser des Ablagezylinders übereinstimmt oder annähernd überein­ stimmt, und daß die treibende Umlenkwalze jeder Bandtransporteinrich­ tung auf einer Welle drehfest festgesetzt ist, auf die ein mit der Innenverzahnung des Zahnkranzes in Eingriff stehendes Antriebsritzel aufgekeilt ist. Diese Lösung ist konstruktiv besonders einfach, um das Band oder die Bänder der Riementransporteinrichtung anzutreiben.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch weiter erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Flach- oder Seitenfaltenbeutelmaschine als bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Aufriß, rein schematisch,

Fig. 2 eine Teilansicht des Ablagezylinders der erfindungsgemäßen Beutelmaschine und

Fig. 3 den Antrieb der treibenden Umlenkwalze einer Bandtransportein­ richtung im Schnitt.

Die in der Fig. 1 aufgezeigte Beutelmaschine ist für die laufende Produktion von Flach- oder Seitenfaltenbeuteln aus Papier ausgelegt. Sie beinhaltet eine mit einer Papierrolle 10 bestückte Abrollstation 11, eine Längsklebeeinrichtung 12, eine Schlauchbildeeinrichtung 13, ein Schneidwerk 14 zum Abtrennen der Schlauchabschnitte von dem end­ losen Schlauch, eine Zwischentransporteinrichtung 15, eine mit einem Falzmesser und einer Querklebeleiste ausgerüstete Falz- und Klebeein­ richtung 16, einen noch näher erläuterten Ablagezylinder 17 und einen horizontalen Ablagetisch 18. Vor dem Schneidwerk 14 ist eine aus Walzen­ paaren gebildete Vorzugeinrichtung 19 vorgesehen, um von der Papier­ rolle 10 eine in strichpunktierten Linien dargestellte Bahn 20 konti­ nuierlich abzuziehen.

Die Fig. 2 zeigt den Ablagezylinder der erfindungsgemäßen Beutelma­ schine. Dieser Ablagezylinder 20 ist mit vier Falzzangen ausgerüstet, um nach dem Einstechen des Falzmessers der Falz- und Klebevorrichtung 16 das vorauslaufende Ende des Schlauchabschnittes entgegen der Durch­ laufrichtung umzufalten, wodurch gleichzeitig die Verklebung erfolgt. Die Falzzangen sind in einem Winkelabstand von 90° zueinander angeord­ net. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung sind lediglich die für die Lagerung der Falzzangen notwendigen Ausnehmungen 21 angedeutet. Zwischen den beiden Ausnehmungen 21 ist eine aus mehreren nebeneinander angeordneten Riemen 22 gebildete Bandtransporteinrichtung 23 vorgesehen. Diese Bandtransporteinrichtung enthält außer den Riemen 22 eine in Rotationsrichtung des Ablagezylinders 17 gesehen hinten liegende Umlenk­ walze 24, die in noch näher beschriebener Weise entgegen der Drehrich­ tung des Ablagezylinders 17 angetrieben wird. Die Bandtransportein­ richtung 23 beinhaltet ferner noch eine frei drehbar gelagerte Umlenk­ walze 25 und eine Spannrolle 26. Sofern die Bandtransporteinrichtung 23 aus mehreren Riemen 22 besteht, können anstelle der Umlenkwalzen 24, 25 entsprechend der Riemenbreite ausgelegte Riemenscheiben einge­ setzt werden. Die Bandtransporteinrichtung 23 erstreckt sich über den mittleren Bereich des Ablagezylinders 17. Die Breite ist auf die maxi­ male Beutelbreite ausgelegt. Wie die Fig. 2 deutlich zeigt, sind zwi­ schen den beiden Umlenkwalzen 24, 25 in einem verhältnismäßig geringen Abstand zueinander angeordnete Stützrollen 27 gelagert, deren Dreh­ achsen einen Kreisbogen beschreiben, der parallel und in einem gerin­ gen Abstand zur Außenfläche des Ablagezylinders 17 verläuft. Der Ab­ stand zur Außenfläche des Ablagezylinders 17 ist so gewählt, daß das zwischen den Umlenkwalzen 24, 25 befindliche Teil jedes Riemens um seine Dicke gegenüber der Außenfläche vorsteht. Die Spannrolle 26 ver­ springt zur Drehachse 28 des Ablagezylinders 17. Wie die Fig. 2 ferner zeigt, sind die Umlenkwalzen 24, 25 so gelagert, daß sie gegenüber der Außenfläche des Ablagezylinders 17 nicht versetzt sind. Im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel dreht sich beim Betrieb der Beutelmaschine der Ablagezylinder entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Umlenkwalzen 24, 25 sowie die Stützrollen 27 drehen sich demzufolge im Uhrzeigersinn.

Die Fig. 3 zeigt, daß dem Ablagezylinder 17 ein Zahnkranz 29 mit einer Innenverzahnung zugeordnet ist. Der Teilkreis der Innenverzahnung des Zahnkranzes 29 stimmt mit dem Außendurchmesser des Ablagezylinders 17 überein. Dieser Außendurchmesser ist durch die Linie 30 gekennzeichnet. Die treibende Umlenkwalze bzw. Umlenkrolle 24 ist drehfest auf eine Welle 31 aufgesetzt. Diese Welle 31 ist an beiden Stirnenden mittels Wälzlager 32 im Lagerflanschen 33 gelagert, die stirnseitig an den Ablagezylinder 17 angeschraubt sind. Die Welle 31 steht gegenüber diesen Lagerflanschen 33 an der dem Zahnkranz 29 zugeordneten Seite vor. Auf das vorstehende Ende ist ein Antriebsritzel 34 aufgekeilt, welches mit der Innenverzahnung des Zahnkranzes 29 in Eingriff steht. Da der Teil­ kreisdurchmesser dieses Antriebsritzels 34 mit dem Außendurchmesser der Umlenkwalze 24 bzw. der Umlenkrolle 24 übereinstimmt, dreht sich die Umlenkwalze 24 mit gleicher Geschwindigkeit wie der Ablagezylinder 17, jedoch im entgegengesetzten Drehsinn. Sofern die Umfangsgeschwindigkeit der Umlenkwalze 24 ein klein wenig größer sein soll als die Umfangs­ geschwindigkeit des Ablagezylinders, läßt sich dies durch eine Profil­ verschiebung der miteinander kämmenden Verzahnungen des Zahnkranzes 29 und des Antriebsritzels 34 erreichen. Die aus der Bandtransport­ einrichtung 23 gebildete Streckeinrichtung ist auch im Sinne einer Formhalteeinrichtung für die auf dem Ablagetisch 18 abgestellten Beutel zu sehen. Bei alleiniger Betrachtung der Bandtransporteinrich­ tung 23 ist die vordere treibende Umlenkwalze 24 die auf die Dreh­ richtung des Ablagezylinders 17 bezogene hintere Umlenkwalze.

Sobald der Schlauchabschnitt vom Ablagezylinder 17 übernommen wird und sich auf die umlaufenden Riemen 22 abstützt, wird er durch die Reibung straffgezogen. Wenn die Falzzange öffnet, würde der Beutel entgegen seiner ursprünglichen Transportrichtung zurückbewegt, wenn der Ablagezylinder 17 stillstehen würde. Da er jedoch mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit weiterläuft, ist die Relativbewegung der Riemen 22 gegenüber dem kontaktierenden Beutel gleich null, sofern die beiden Geschwindigkeiten übereinstimmen. Dadurch wird der Stoßeffekt praktisch eliminiert.

Die dem Ablagezylinder entgegengerichtete Umlaufbewegung der Bandtransporteinrichtung bezieht sich auf den zwischen den Umlenkwalzen 24, 25 liegenden Bereich, d. h. auf den Bereich der der Außenumfangsfläche des Ablagezylinders 17 zugeordnet ist.

Bezugszeichen

10 Papierrolle
11 Abrollstation
12 Längsklebeeinrichtung
13 Schlauchbildeeinrichtung
14 Schneidwerk
15 Zwischentransporteinrichtung
16 Klebeeinrichtung
17 Ablagezylinder
18 Ablagetisch
19 Vorzugeinrichtung
20 Ablagezylinder
21 Ausnehmung
22 Riemen
23 Bandtransporteinrichtung
24 Umlenkwalze
25 Umlenkwalze
26 Spannrolle
27 Stützrolle
28 Drehachse
29 Zahnkranz
30 Linie
31 Welle
32 Wälzlager
33 Lagerflansch
34 Antriebsritzel

Claims (8)

1. Beutelmaschine zum Herstellen von Beuteln mit einem in der Durchlaufrichtung der zu formenden Beutel rotierend antreibbaren, mit gesteuerten und reihenweise angeordneten Greifern oder gesteuerten Falzzangen ausgerüsteten Ablagezylinder und einem dem Ablagezylinder zugeordneten horizontalen Ablagetisch, auf den die fertigen Beutel vom Ablagezylinder aufrecht stehend absetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablagezylinder (17) mit minde­ stens einer mit gleicher oder annähernd gleicher Geschwindigkeit wie der Ablagezylinder, jedoch in entgegengesetzter Drehrichtung antreib­ baren, den Stoßeffekt ausgleichenden Beutelstreckeinrichtung versehen ist.

2. Beutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutelstreckeinrichtung als eine umlaufend antreibbare Bandtransport­ einrichtung (23) ausgebildet ist.

3. Beutelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtransporteinrichtung (23) mehrere parallel und im Abstand zuein­ ander angeordnete Riemen (22) aufweist.

4. Beutelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Beutelstreckeinrichtungen mit der Stückzahl der Falzzangen oder der in einer Reihe angeordneten Greifern übereinstimmt, und daß jede Beutelstreckeinrichtung zwischen zwei in der Drehrichtung des Ablagezylinders (17) hinter einander angeordneten Falzzangen oder Greiferreihen vorgesehen ist.

5. Beutelmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemen (22) oder der Riemen der Bandtransporteinrichtung (23) über zwei Umlenkwalzen (24, 25) oder über Umlenkrollen geführt sind, die so im Ablagezylinder (17) gelagert sind, daß das zwischen den Umlenkwalzen (24, 25) befindliche Teil jedes Riemens (22) um seine Dicke gegenüber der Außenfläche des Ablagezy­ linders (17) vorsteht.

6. Beutelmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Umlenkwalzen (24, 25) eine Vielzahl von im Durchmesser verhältnismäßig kleinen Stützrollen (27) für die Riemen (22) vorgesehen sind, die einem rela­ tiv geringen Abstand zueinander angeordnet sind und deren Drehachsen einen Kreisbogen beschreiben, der parallel und im Abstand zur Außen­ fläche des Ablagezylinders (17) verläuft.

7. Beutelmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Umlenkwalze (24) oder die treibenden Rollen der Bandtransporteinrichtung (23), in Drehrichtung des Ablagezylinders (17) gesehen, hinten liegt.

8. Beutelmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ablagezylinder (17) ein feststehender, mit einer Innenverzahnung versehener Zahnkranz (29) zugeordnet ist, dessen Teilkreis mit dem Außendurchmesser des Ablagezylinders (17) übereinstimmt oder annähernd übereinstimmt, und daß die treibende Umlenkwalze (24) oder die treibenden Umlenkrollen jeder Bandtransport­ einrichtung (23) auf einer Welle (31) drehfest festgesetzt sind, und daß die Welle (31) an einer Stirnseite ein mit der Innenverzahnung des Zahnkranzes (29) in Eingriff stehendes und aufgekeiltes Antriebs­ ritzel (34) aufweist.