DE4218810A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines mit Seitenfalten versehenen Beutels - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlauchbeutels mit Seitenfalten.

Die Herstellung von Schlauchbeuteln auf Form-, Füll- und Siegel­ maschinen ist z. B. aus der US-PS 43 91 081 bekannt. Die an einem Füllrohr anliegenden, umlaufenden Reibriemen ziehen die von einer Rolle zugeführte Folienbahn über eine Formschulter, wobei die zunächst flache Folie zu einem Schlauch geformt wird. Durch Siegeln oder Verschweißen der überlappenden Ränder wird die Längsnaht geformt. Die Formschulter ist mit einem Füllrohr verbunden, so daß die zu verpackende Ware von oben durch das Füllrohr in den Schlauch eingefüllt werden kann. Unterhalb des Füllrohrs werden mittels einer Quersiegelstation die Bodennaht und gleichzeitig die Kopfnaht des vorangegangenen Beutels gebildet sowie die beiden Beutel mittels eines Trennmessers voneinander getrennt. Die Bewegung der Quersiegelbacken, die quer zur Bewegungsrichtung des Beutelmaterials liegen, erfolgt hier zyklisch in einer Ebene, um nach erfolgter Siegelung den gefüllten Beutel nach unten weitertransportieren zu können.

Aus der US-PS 48 15 253 ist eine in dieser Weise arbeitende Schlauchbeutelmaschine bekannt geworden, die eine Vorrichtung zur Herstellung standfähiger Beutel zeigt. Mittels Seitenfaltenstecher werden unterhalb und oberhalb der Siegelbacken kurz vor der Siegelung die Seitenwände nach innen gefaltet. Nach erfolgter Siegelung wird der Beutel nach unten transportiert, wobei dieser in einer aus zwei gegenüberliegenden U-förmigen Elementen gebildeten Formkammer noch einmal in eine rechteckige Form gebracht wird, bevor dessen Kopfnaht gebildet wird und die Trennung vom nachfolgenden Beutel erfolgt.

Es ist auch Stand der Technik, die rechteckige Form des herzu­ stellenden Beutels dadurch zu unterstützen, daß das Füllrohr selbst zumindest im unteren Bereich einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Es ist aber auch bekannt, daß gesamte Rohr rechteckig zu gestalten, wobei die Formschulter durch geeignete Formgebung die flache Bahn in einen rechteckigen Schlauch umformt.

Nachteilig bei diesen intermittierend arbeitenden Verpackungs­ maschinen ist, daß aufgrund von Stillstandszeiten bei der Quer­ siegelbackenbewegung sowie beim Folienabzug die Maschinenleistung nach oben hin begrenzt ist. Insbesondere durch die sehr hohe Folienbeschleunigung ist der Reibschluß zwischen Folie und Reibriemen nicht mehr gewährleistet, so daß durch Schlupf die eingestellte Beutellänge nicht mehr erreicht wird.

Um diesen Nachteil der intermittierenden Schlauchbeutelmaschinen zu beseitigen, wird in der EP-PS 226 693 eine Vorrichtung mit kontinuierlicher Arbeitsweise beschrieben. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Vorrichtungen wird der Hüllstoff kontinuierlich von der Rolle abgezogen, zu einem Schlauch geformt und der Quersiegelstation zugeführt. Die Längssiegelung erfolgt ebenfalls kontinuierlich. Die Siegelbacken der Quersiegelstation beschreiben in diesem Fall eine im wesentlichen kreisförmige Bahn, wobei durch Wegfall von Stillstandszeiten der Backenbewegung erheblich höhere Maschinenleistungen möglich sind. Aufgrund des linearen Bereichs der Steuerkurve sowie der verschiebbare Anordnung des Quersiegel­ backenträgers ergibt sich ein Siegel-/Schweißweg, über den sich die Siegelbacken bei geeigneter Antriebssteuerung synchron mit der Folie bewegen. Bei dieser Schlauchbeutelmaschine ist nur die Herstellung von sog. Flachbeuteln möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Seitenfaltenvor­ richtung für eine kontinuierlich arbeitende Schlauchbeutelmaschine zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Arbeitsweise standfähige Beutel oder solche mit eingelegter Seitenfalte erzeugt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seitenfaltvorrichtung in vertikaler Richtung mindestens über den Zeitraum, in der sie mit dem Folienschlauch im Eingriff ist, synchron mit den Quersiegelbacken bewegt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die Seitenfaltvorrichtung in vertikaler Richtung synchron mit den Quersiegelbacken bewegt wird, tritt während des eigentlichen Arbeitsablaufes zwischen beiden keine Relativgeschwindigkeit auf. Infolge der dadurch geschaffenen festen räumlichen Beziehung läßt sich der Arbeitsvorgang, wie er bei intermittierend arbeitenden Maschinen bekannt ist, auf die kontinuierlich arbeitende übertragen. Auf diese Weise ist eine einwandfreie Qualität der Beutel zu erreichen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Vertikalbewegung von Seitenfaltvorrichtung und Quersiegelbacken während des gesamten Maschinenzyklus synchron verläuft, da hierdurch die Einstellungs- und Umrüstarbeiten wesentlich vereinfacht werden.

Die synchrone Bewegung wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, daß der Antrieb der Seitenfaltvorrichtung mit dem der Quersiegelstation betriebsverbunden ist. Insbesondere durch eine mechanische Koppelung ist die Abstimmung der Bewegungen in jeder Arbeitsphase der Schlauchbeutelmaschine gewährleistet.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Vertikalbewegung durch einen Pleuel erzeugt wird, wobei die vertikale Bewegungsrichtung der Seitenfaltvorrichtung mittels einer Führung vorgegeben ist. Hiermit wird die Anzahl der Bauteile auf ein Minimum reduziert.

In einer besonders günstigen Weiterentwicklung wird auch der Arbeitshub der Seitenfaltstecher senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlauchmaterials mechanisch erzeugt. Dadurch ist es möglich, die gesamte Vorrichtung ohne aktive Antriebsvorrichtungen, wie z. B. Pneumatikzylinder etc., zu betreiben. Die Einstellung ist dadurch wesentlich einfacher und läßt sich auch durch nicht speziell geschultes oder ausgebildetes Personal vornehmen.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich insgesamt dadurch, daß die Vorrichtung keine Versorgungsleitungen für Luft oder Strom benötigt, so daß bei einem Ausfall der Versorgung kein unbeabsichtigtes Aufeinandertreffen von Bauteilen möglich ist, welches u. U. eine Zerstörung der Vorrichtung zur Folge haben könnte.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen Formkasten unterhalb der Seitenfaltvorrichtung anzubringen, der ebenfalls synchron mit dieser sowie mit den Quersiegelbacken in vertikaler Richtung auf- und abbewegt wird. Der Beutel läßt sich dann während der Siegelung der Kopfnaht noch einmal nachträglich in eine rechteckige Form bringen.

Besonders vorteilhaft ist es, den Beutel während der Formgebung durch eine Platte von unten abzustützen. Aufgrund der noch heißen Bodennaht kann ein verbleibendes Umlegen zum Boden erreicht werden. Der Beutel erreicht somit eine besondere Standfestigkeit. Es ist aber auch möglich, das Umlegen der Bodennaht durch einen Luftstrahl zu bewirken. Dieses hätte gleichzeitig den Vorteil der verbesserten Bodennahtkühlung und damit der höheren Nahtfestig­ keit.

Von besonderem Vorteil ist es, daß die Vorrichtung auf unter­ schiedliche Radien der Siegelbackenbewegung eingestellt werden kann, indem der Pleuelhub für die Seitenfaltvorrichtung ebenfalls den veränderten Bedingungen angepaßt wird. Dieses ist insbesondere dann erforderlich, wenn bei großen Radien große Beutelformate her­ gestellt oder bei kleinen Radien hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Schlauchbeutelmaschine erreicht werden sollen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, den horizontalen Arbeitshub der Seitenfaltenstecher den unterschied­ lichen Formaten anzupassen, ohne daß die Faltwerkzeuge gewechselt werden müssen. Hierfür sind nur geringfügige Umstellarbeiten nötig. Der Wegfall von Formatteilen gewährleistet eine bessere Handhabbarkeit.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Beutel mit ein eingelegter Seitenfalte und Stand­ boden,

Fig. 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Seitenfalt­ vorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein gattungsgemäßer Beutel 1 abgebildet, wie er mit Hilfe einer Seitenfaltvorrichtung hergestellt wird. Der Beutel 1 weist im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Kopf- sowie die Bodennaht 2, 3 sind von den Seitenflächen 4 her nach innen eingefaltet. Der Kopfbereich bildet so einen Giebel 5. Der Bodenbereich wird weiter nach innen gefaltet als der Kopf­ bereich, wobei sich nach anschließendem Umlegen der Naht eine nahezu rechteckige Grundfläche ergibt, die dem Beutel eine gewisse Standfähigkeit ermöglicht. Es ist aber auch möglich, sowohl Kopf­ wie auch Bodenbereich giebelförmig auszugestalten.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Seitenfalt­ vorrichtung. Der vom Hauptantrieb kommende Zahnriemen 6 treibt mittels der Zahnscheibe 7 und der Welle 8 eine Kurbelscheibe 9 an. Die Welle 8 ist in einem Rahmen 10 gelagert, der zur Halterung der Quersiegelstation und der Seitenfaltvorrichtung vorgesehen ist. Zwischen dem Rahmen 10 und der Kurbelscheibe 9 befindet sich eine Topfkurve 11, die wiederum an einer Haltescheibe 12 befestigt ist. Die Topfkurve 11 kann gegenüber der Haltescheibe 12 in Dreh­ richtung verschoben und in einer vorgesehenen Position mittels einer Klemmschraube 13 fixiert werden.

An der Kurbelscheibe 9 ist ein Pleuel 14 gelagert, die mit einer Haltevorrichtung 15 verbunden ist. Die Haltevorrichtung 15 wiederum wird mittels Rollen 16 und einem Führungselement 17 so geführt, daß nur eine vertikale Auf- und Abwärtsbewegung gemäß des vorgegebenen Pleuelhubes P möglich ist.

An der Haltevorrichtung befinden sich ein weiteres Führungselement 18 sowie zwei Führungsstangen 19, 20. Am oberen und unteren Ende des Führungselementes 18 ist jeweils ein Haltestab 21, 22 vorgesehen, an dem die Seitenfaltstecher 23, 24 angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt die vertikale Position der Seitenfaltstecher 23, 24, wobei jeweils einer gerade über bzw. unter der Siegelbacke 25 angeordnet ist.

Die Quersiegelbacken sind bei der zu betrachtenden Quersiegel­ station über jeweils einen Träger 26 an einem Paar von Kurbelarmen 27 angeordnet, die wiederum über zwei Verbindungslenker 28 mit einem zweiten Paar Pleuelarme 29 zur Parallelführung der Siegel­ backen verbunden sind. Durch den sich dadurch ergebenden Vier­ gelenkmechanismus erhält man eine Parallelführung der Siegel­ flächen zueinander.

Da nun sowohl die Quersiegelbacken 25 wie auch die Seitenfaltvor­ richtung von ein und demselben Antrieb 31 angetrieben werden, bleibt die in der Zeichnung skizzierte Zuordnung in vertikaler Richtung über einen ganzen Arbeitszyklus erhalten, wodurch ein Auftreffen der Seitenfaltenstecher 23, 24 auf die Siegelbacken 25 nach einmalig erfolgter Einstellung unmöglich ist. Hierdurch ist ein Höchstmaß an Betriebssicherheit gewährleistet.

Der zum Herstellen einer Seitenfalte nötige Hub H wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wie folgt erzeugt: Der Stift 32, der drehbar und axial verschiebbar in der Kurbelscheibe 9 gelagert ist, liegt an der Oberfläche der Topfkurve 11 auf und fährt bei einer Drehung der Kurbelscheibe 9 dessen Kontur ab. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Zustellung ,der Seitenfaltstecher 23, 24 erfolgen soll, passiert der Stift 32 eine Erhebung der Kurvenkontur, wodurch eine Zustellung in axialer Richtung erfolgt. Am Stift 32 außerhalb der Kurbelscheibe 9 liegt ein Kipphebel 33 auf, der am Gelenk 34 schwenkbar gelagert ist. Am entgegen­ gesetzten Ende ist ein weiteres Koppelgelenk 35 angeordnet, an dem sich ein Arm 36 anschließt. Zwischen den Gelenken 34, 35 drückt ein mittels einer Feder 37 vorgespannter Stift 38 gegen den Kipphebel 33 und erzeugt so eine genügend große Rückstellkraft für den Kipphebel 33 und die Auflagekraft für den Kurvenstift 32.

Bei Erzeugung des Arbeitshubes H wird die vorgespannte Feder 37 weiter zusammengedrückt. Der Arm 39, der am Drehpunkt 40 schwenkbar gelagert und mit dem Arm 36 fest verbunden ist, schwenkt mit seinem oberen Teil im wesentlichen horizontal und in radialer Richtung zum Folienschlauch 41. Durch Kulissenführung mittels eines Nockens 42 und einer länglichen Aussparung 43 im Arm 39 wird das Führungselement 18 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung A in die Stellung B geschoben. Nach Zurücklegen des Hubes schließen die Siegelbacken 25, um die Siegelnähte 2, 3 und den Trennschnitt auszuführen.

Kurz vor Trennung der Siegelbacken 25 werden die Seitenfaltstecher 23, 24 wieder in Stellung A zurückgefahren. Dieses geschieht dadurch, daß der Stift 32 die erhabene Stelle der Topfkurve 11 passiert hat und die Arme 33, 36, 39 aufgrund der mittels Feder 37 erzeugten und durch den Stift 38 übertragenen Rückstellkraft in ihre Ausgangsstellung zurückfahren.

An der Haltevorrichtung kann darüberhinaus eine weitere Halte­ stange 44 angeordnet sein, an der ein U-förmiges Blech 45 befestigt ist. Die beiden gegenüberliegenden Bleche 45 ergeben beim Zusammenfahren der Seitenfaltvorrichtung einen rechteckigen Schacht, der den Beutel 1 zusätzlich in eine rechteckige Form bringt.

Die Bleche 45 wie auch die Seitenfaltstecher 23, 24 sind Format­ teile und können bei veränderter Beutelgeometrie gegen andere Teile ausgetauscht werden. Insbesondere ist es möglich, die Bodennaht eines Beutel mit einem Faltdreieck bekannter Art so flach wie möglich zu gestalten, so daß eine Standfläche erzeugt wird.

Soll bei einem Formatwechsel der Arbeitshub H verändert werden, so ist dieses durch vertikales Versetzen des Nockens 42 auf dem Führungselement möglich, so daß das Führungselement in die Stellung B′ geschoben wird.

Die Standfähigkeit eines Beutels kann dadurch erhöht werden, in dem die Bodennaht 3 mittels einer Vorrichtung 46 umgelegt wird. Die Vorrichtung 46 ist unterhalb des Beutelschachtes angeordnet. Hier kann eine schenkbare Platte, eine Blasvorrichtung oder eine Kombination beider zum Einsatz kommen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt; vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Herstellen von mit Seitenfalten versehenen Packungen, wobei die Packungen aus einem bahnförmigen Material hergestellt werden, welches kontinuierlich mittels einer Formschulter zu einem Schlauch geformt wird unter anschließender Bildung einer Längsnaht und daß die Kopf- und Bodennaht mittels mindestens eines Paares zyklisch auf annähernd kreisförmigen Bahnen rotierender Querschweiß-/Quersiegelbacken gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersiegelstation eine Seiten­ faltvorrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfaltvorrichtung in vertikaler Richtung auf- und abwärts bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Seitenfaltvorrichtung in vertikaler Richtung mindestens über den Bereich der Seitenfaltenerzeugung und der Siegelung mit der der Siegelbacken (25) synchron ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfaltvorrichtung und die Quersiegelstation antriebsmäßig miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalbewegung der Seitenfaltvorrichtung mechanisch mittels eines Pleuelmechanismus erzeugt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pleuelhub P verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach in Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub H der Seitenfaltstecher (23, 24) mechanisch durch die Drehbewegung der Kurbelscheibe (9) erzeugt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub H mittels einer Kurve (11) und eines Hebelmechanismus (32, 33, 35, 36, 39) erzeugt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub H der Seitenfaltstecher (23, 24) wahlweise durch einen Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder oder durch einen elektrischen Stellantrieb erzeugt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Arbeitshubes H innerhalb eines Maschinenzyklus einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub H verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfaltvorrichtung einen aus zwei gegenüberliegenden U- förmigen Blechen bestehenden Schacht (45) zur Formung des unter den Siegelbacken (25) hängenden Beutels (1) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (45) mit den Seitenfaltstechern (23, 24) betriebsverbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (46) zum Umlegen der Bodennaht (3) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blasvorrichtung vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Platte die Umformung der Bodennaht (3) bewirkt.