DE4225183A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Egalisieren von Schlauchbeutelpackungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Egalisieren von Beutelpackungen.

Beutelpackungen werden auf vertikalen Schlauchbeutelmaschinen hergestellt. Die an einem Füllrohr anliegenden, umlaufenden Reibriemen ziehen die von einer Vorratsrolle zugeführte Hüll­ stoffbahn über eine Formschulter, wobei die zunächst flache Folie zu einem Schlauch geformt wird. Die überlappenden Ränder werden durch ein Siegel- oder Schweißwerkstück miteinander ver­ bunden. Die Formschulter ist mit einem Füllrohr verbunden, so daß die zu verpackende Ware von oben in den Schlauch eingefüllt werden kann. Eine unterhalb des Füllrohrs angeordnete Quer­ siegelstation bildet die Bodennaht sowie gleichzeitig die Kopf­ naht des vorangegangenen Beutels und trennt die beiden Beutel mittels eines Trennmessers. Der abgetrennte Beutel fällt nach unten auf eine Rutsche und wird auf einem Transportband einer weiteren Verarbeitungsstation zugeführt. Dieses kann z. B. eine Kartoniermaschine oder ein Sammelpacker sein.

Der Maschinenanwender wie auch das wachsende öffentliche Interesse fordern immer mehr, daß der Aufwand an Verpackungs­ material so gering wie möglich sein soll. Im vorliegenden Fall muß deshalb der Um- oder Sammelkarton so dimensioniert sein, daß für das Verpacken von Schlauchbeuteln ein möglichst hoher Füllgrad bei hoher Leistung erreicht wird. Dieser Forderung steht allerdings oftmals die Beutelgeometrie entgegen. Bedingt durch die vertikale Abfüllung des Produktes ergibt sich eine produktfreie Zone im Kopfbereich des Beutels, wobei hier i.a. vom Maschinenanwender ein möglichst kleines Volumen angestrebt wird. Dieses ist jedoch nicht in allen Fällen möglich, insbe­ sondere dann, wenn bei problematischen Füllgütern auf eine produktfreie Quernaht geachtet werden muß und sich deshalb die Wahl einer größeren Beutellänge empfiehlt. Außerdem ist gerade für druckempfindliche, Füllgüter ein vorhandenes Luftpolster von besonderem Vorteil. Bedingt durch die vertikale Abfüllung ver­ ursacht das Eigengewicht des Beutelinhaltes eine tropfenförmige Ausbauchung der Beutelpackung im unteren Bereich.

Nachdem nun der Beutel verschlossen und abgetrennt wurde, fällt dieser auf eine Rutsche. Der Aufprall verursacht je nach Kohä­ sion des Produktes eine mehr oder weniger starke Stauchung des Beutels und somit dessen weitere Deformierung. Im Bereich der Ausbauchung nimmt dieser Beutel nun einen größeren Platz ein, als für diesen in z. B. in der Sammelverpackung vorgesehen ist. Die daraus resultierende Folge ist, daß es zu Störungen im Verpackungsprozeß kommt. Dieses äußert sich z. B. dadurch, daß sich der Beutel nicht mehr in den Sammelbehälter einbringen läßt. Auch eine Stapelung dieser Beutelpackungen ist nicht mehr möglich, da die tropfenförmige Gestalt für einen hohe Insta­ bilität sorgt.

Seit langem ist es bekannt, diesem Problem mit einer über einem Transportband angeordneten Walze zu begegnen, wobei der Abstand in etwa der Dicke des egalisierten Beutels entspricht. Dabei wird der Beutel mit seiner bauchigen Seite voran zwischen Förderband und Walze hindurchgeführt. Der kalandrieähnliche Vorgang drückt das überragende Produkt in den hinteren Bereich des Beutels, der weniger Material enthält. Diese Vorrichtung ist allerdings insbesondere für leicht fluidisierende sowie für sehr kohäsive Güter nicht geeignet, so daß die Packung unter dem einwirkenden Druck zum Platzen neigt. Darüber hinaus kann auch eine unerwünschte Produktzerstörung bei stückigen Abfüll­ gütern auftreten.

Die in der DE-OS 39 21 538 beschriebene Vorrichtung versucht diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß die Beutel durch geeignete, in Schwingung versetzte Mittel so in Bewegung ge­ setzt werden, daß im Zusammenwirken mit der Schwerkraft das Füllgut egalisiert wird. Hierdurch soll insbesondere der Druck auf die Packung vermieden werden.

Die Praxis zeigt jedoch, daß allein durch die Einwirkung von Schwingungen viele Produkte nicht die erforderliche Wirkung zeigen. Insbesondere Bonbons oder Gummibärchen verhaken oder verkleben miteinander, so daß durch die Schwingungen diese Kräfte nicht im ausreichenden Maße überwunden werden können.

In der EP-PS 242 594 wird deshalb ein Schwingförderer mit einem oberhalb angeordneten zweiten Gurtförderer beschrieben, der sich mit der mittleren Geschwindigkeit der Beutel bewegt. Der Schwingförderer erzeugt eine kreisförmige Schwingbewegung und soll so zu einem "Aufschwimmen" des Produktes führen. Durch den einwirkenden Druck von oben mittels eines zweiten Gurtförderer soll das Füllgut gleichmäßig verteilt werden. Der Abstand ist im in Transportrichtung hinteren Bereich kleiner als im vor­ deren Bereich. Damit soll der fortschreitenden Egalisisierung Rechnung getragen werden und man versucht somit einen gleich­ mäßigen Druck über die gesamte Egalisierstrecke zu erreichen.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß durch die horizon­ tale Schwingbewegung gerade der beschriebene Effekt des Auf­ schwimmens nicht im erforderlichen Maße erreicht wird. Darüber hinaus ergibt sich insbesondere bei Beutel mit hohem Luftanteil das Problem, daß die Luft im hinteren Teil des Beutels, die durch das von vorn nach hinten geschobenen Produkt verdrängt wird, nicht mehr nach vorne ausweichen kann. Durch den weiteren Transport zwischen den keilförmig angeordneten Bändern erhöht sich der Innendruck so weit, daß dieses zum Aufplatzen der Beutel im ,Bereich der Nähte führt.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe eine Vorrichtung zur Egalisierung von Schlauchbeuteln zu schaffen, die in der Lage ist, alle Beutelpackungen mit den verschiedensten Beutelformen, Luftanteilen und mit unterschiedlichstem Produktverhalten zu verarbeiten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Beutel durch ein unteres Transportband in Schwingung versetzt wird und daß von oben ein Druck in Form von angetriebenen Rollen aufge­ bracht wird, welche in horizontale und/oder in vertikaler Rich­ tung in Schwingung versetzt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen auf.

Dadurch, daß die Druckvorrichtung mit Rollen ausgestattet ist, ergibt sich der Vorteil, daß der Druck nur auf einen Teilbe­ reich des Beutels ausgeübt wird, während der übrige Bereich weitgehenst druckfrei verbleibt. Hieraus ergibt sich die Mög­ lichkeit, trotz eines großen Luftpolsters im Beutel auf das zu egalisierende Produkt einzuwirken und dieses gleichmäßig zu verteilen. Die Luft wiederum erhält die Möglichkeit, nach vorn bzw. nach hinten auszuweichen. Die momentane Komprimierung des gesamten Beutels ist auf diese Weise wesentlich niedriger wie im Stand der Technik, so daß ein Aufplatzen des Beutels auf­ grund zu hohen Innendruckes unmöglich ist.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, die Rollen synchron mit der Transportgeschwindigkeit anzutreiben, da zum einen ein zuverlässiger Transport der Beutel durch die Vorrichtung ge­ gewährleistet ist, zum anderen das Zurückschieben des zu ver­ drängenden Produktes unterstützt wird. Auf den Einsatz eines Vakuumunterstützten Förderbandes, wie in der EP-PS 242 594 beschrieben, kann in diesem Fall verzichtet werden. Die rück­ wirkende Kraft ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit fortlaufender Egalisierung in etwa konstant, da der Beutel in den Zwischenraum der Rollen ausweichen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind drei Rollen vorge­ sehen; mehr als fünf Rollen sind i.a. nicht nötig.

Zur Anpassung an den fortschreitenden Egalisierprozeß ist es von besonderem Vorteil, die Rollenanordnung mit einem Winkeln zur Transportebene zu versehen. Zur Anpassung an die Beutel­ geometrie und den Egalisierbedingungen ist der Abstand zwischen Transportband und der in Transportrichtung letzten Rolle sowie der Winkel α einstellbar. Es ist darüber hinaus auch möglich, die Anordnung im Bereich der letzten Rolle schwenkbar anzu­ bringen und mittels einer Feder nach oben hin nachgiebig zu gestalten. Damit ergibt sich zum einen die Möglichkeit, bei einer Störung die Beutel ohne großen Aufwand entnehmen zu können, zum anderen stellt sich die Anordnung selbst auf unter­ schiedlich geformte Beutel ein.

Die Wirkung der oben angeordneten Druckrollen kann in vorteil­ hafter Weise, dadurch unterstützt werden, daß das Transportband selbst in diesem Bereich Rollen aufweist. Durch die nur teil­ weise Unterstützung des Gurtes kann nun der Beutel auch nach unten ausweichen, wenn auch nur im geringeren Maße wie bei den oberen Druck-rollen. Der konkrete Anwendungsfall bestimmt, ob die jeweiligen Rollen deckungsgleich gegenüberliegen oder versetzt angeordnet sind.

Die oben beschriebenen Transportbandrollen sowie die nach­ folgende Stützplatte werden zum Auflockern des Beutelinhaltes in Schwingung versetzt, wobei die Schwingungsebene vorteil­ hafterweise vertikal ausgerichtet ist. Eine Schwingung in horizontaler, Richtung ist ebenso ohne größeren Aufwand möglich wie auch die Kombination beider Komponenten. Frequenz und Amplitude sind frei wählbar und in bekannter Weise auf das Füllgutverhalten abzustimmen. Es ist aber auch denkbar, den gesamten Transportbandkörper oder nur die Stützplatte bzw. die Transportbandrollen allein in Schwingung zu versetzen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist hinter den oberen Druckrollen ein weiteres Oberband angeordnet. Der Beutel kann dadurch in seine entgültige Form gebracht werden.

Um die Wirkung des Oberbandes zu unterstützen, ist vorteil­ hafterweise auch dieses schwingend angeordnet. In einer bevor­ zugten Ausführung ist die Schwingungsebene horizontal ausge­ richtet. Die Schwingungserzeugung erfolgt entweder über einen externen Schwingungserzeuger, der über die Stützplatte auf den Gurt einwirkt, oder über einen Antrieb, dem eine sinuide Ge­ schwindigkeitskomponente überlagert ist. Darüber hinaus ist auch eine Schrägstellung des Oberbandes möglich, wobei der Ab­ stand zum Transportband in Transportrichtung zunimmt. Dadurch kann die Wirkung des Oberbandes mit einfachen Mitteln außer Kraft gesetzt werden, wenn diese für bestimmte Beutel und deren Füllgüter von Nachteil ist.

Die Erfindung wird nun anhand eines konkreten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Zeichnung eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die von einer nicht dargestellten Schlauchbeutelmaschine herge­ stellten Schlauchbeutel 1 werden von einem Abtransportband dem Transportband 2 der Egalisierstation 3 zugeführt. Der Stütz­ rahmen 4 des Transportbandes 2 ist auffedernden Mittel 5 ge­ lagert. Die Schwingungen werden durch eine Vorrichtung 6 bekannter Bauart erzeugt. Frequenz und Amplitude sind auto­ matisch oder von Hand einstellbar.

Der verwendete Gurt 7 weist eine besonders rauhe Oberfläche auf. Durch den hohen Reibungskoeffizienten ist gewährleistet, daß die Beutel 1 trotz der auf sie wirkenden Rückstellkräfte nicht nach hinten oder zur Seite ausweichen und sich der Egalisierung widersetzen können.

Der Gurt 7 ist im Einlaufbereich des Transportbandes 2 durch eine Anzahl von Rollen 8 unterstützt, im übrigen Bereich durch eine Platte 9, welche mit dem Stützrahmen 4 zur Schwingungs­ übertragung verbunden sind.

Weiterhin weist die Egalisierstation 3 im Einlaufbereich Druck­ rollen 10 auf, die über den Rollen 8 angeordnet sind. Die Druckrollen 10 sind mit einem Gummi 11 überzogen, um zu einen die Reibung gegenüber den Beuteln 1 zu erhöhen und zum zweiten eine gewissen Nachgiebigkeit gegenüber scharfkantigem Füllgut zu erreichen. Die Druckrollen 10 sind untereinander antriebs­ mäßig mittels eines Zahnriemens oder einer Kette 17 verbunden. Der Antrieb der Druckrollen 10 ist elektrisch oder mechanisch mit dem des Transportbandes 2 gekoppelt, wobei Umfangs- und Transportgeschwindigkeit gleich groß sind. Die Anordnung der Druckrollen 10 ist um den Anlenkpunkt 12 schwenkbar gelagert und kann mittels einer Feder 13 gegenüber der voreingestellten Lage vorgespannt sein.

Direkt danach schließt sich ein weiteres Oberband 14 an, welches ebenfalls um den Anlenkpunkt 12 schwenkbar und um den Winkel β einstellbar ist. Das gesamte Oberband 14 oder auch nur der Gurt 15 und sein Antrieb werden über eine nicht darge­ stellte Vorrichtung in eine im wesentlichen horizontale Schwingung versetzt. Die mittlere Geschwindigkeit entspricht ebenfalls der Transportgeschwindigkeit. Bei geeigneter Ausfüh­ rung ist auch hier eine mechanische oder elektrische Kopplung zu den anderen Antriebselementen möglich.

Durch ein zusätzliches Federelement 16 ergibt sich die Möglich­ keit, das Oberband 14 bzw. den Anlenkpunkt 12 gegenüber dem Transportband 2 in der Höhe nachgiebig zu gestalten und somit einen störungsfreien Ablauf zu gewährleisten. Die Auslenkung läßt sich mittels Sensoren als Maß für die erreichte Egali­ sierung erfassen, wobei unzureichend egalisierte Beutel in einer nachfolgenden Station ausgestoßen werden können.

Die Federn 13, 16 sorgen für den notwendigen Freiheitsgrad einer vertikalen Schwingung. Ein weiteres Federelement 16a ermöglicht die horizontale Schwingung der Druckrollen 10 sowie des Stütz­ rahmens des Oberbandes 14.

Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungs­ beispiel beschränkt; vielmehr ergeben sich im Rahmen der er­ findungsgemäßen Vorrichtung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Egalisieren von Schlauch­ beutelpackungen, wobei ein erstes Förderband einen Schwingungs­ mechanismus aufweist, welcher die Beutel in eine, insbesondere in eine vertikal zur Transportrichtung ausgerichteten Schwing­ bewegung versetzt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Vorrichtung mindestens eine, über dem Förderband (2) angeordnete Druckrolle (10) aufweist,
• - daß die Druckrolle (10) mit im wesentlichen gleicher Umfangs­ geschwindigkeit wie das Förderband (2) angetrieben wird
• - und daß die Druckrolle (10) in eine horizontale und/oder vertikale Schwingung versetzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Druckrollen (10) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufhängung der Druckrollen (10) im Bereich der in Transportrichtung hinteren Rolle gelenkig angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel α der Egalisierstation (3) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckrollen (10) oder deren Aufhängung federnd gelagert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß den Druckrollen (10) ein weiteres Oberband (14) nachgeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Oberbandes (14) zum Transportband (2) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberband (14) in vertikaler Richtung federnd gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Oberband (14) schwenkbar am Anlenkpunkt (12) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anstellwinkel β des Oberbandes (14) einstell­ bar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Oberbandes (14) gleich dem des Förderbandes (2) ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gurt (15) des Oberbandes (14) über den Antrieb eine zusätzliche, im wesentlichen sinuide Geschwindig­ keitskomponente überlagert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Oberband (14) durch einen Vibrator in eine horizontale Schwingung versetzt wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurt des Transportbandes (2) unterhalb der Druckrollen (10) durch Rollen (8) unterstützt wird.