DE4315068A1 - Vorrichtung zur Bildung von Schlauchbeutelpackungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung von Schlauchbeutelpackungen mit einer Vorratsrolle für eine flexible Folienbahn, einer Formeinrichtung, mit der die Folienbahn zu einem Folienschlauch formbar ist, einem ersten Antrieb für den Folienschlauch, einer Längsschweißeinrichtung zur Erzeugung einer Längsnaht am Folienschlauch und einer Querschweißeinrichtung zur Erzeugung einer Quernaht während des Folienschlauchvorschubes, wobei die Querschweißvorrichtung einen zweiten Antrieb für eine Bewegung in Folienschlauchvorschubrichtung und zurück und einen dritten Antrieb für das Schließen und Öffnen der Querschweißvorrichtung aufweist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 255 474 B1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der angegebenen Art derart weiterzubilden, daß sie besonders einfach auf andere Betriebsarten, andere Beutelformate u. dgl. umrüstbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Antrieb der Vorrichtung als Leitantrieb ausgebildet ist, an den die als Folgeantriebe ausgebildeten zweiten und dritten Antriebe über ein elektronisches Kurvengetriebe fest wegabhängig gekoppelt sind.

Wenn somit mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung beispielsweise Schlauchbeutelpackungen unterschiedlicher Länge hergestellt werden sollen, muß lediglich das elektronische Kurvengetriebe anders programmiert werden, um das Kopplungsverhältnis zwischen dem Leitantrieb und den Folgeantrieben zu verändern. Es wird dann wiederum eine feste wegabhängige Kopplung zwischen den Antrieben erreicht, so daß sich insgesamt eine sehr einfache Umrüstung ergibt. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann auf diese Weise auch sehr rasch auf andere Betriebsarten umgeschaltet werden. So können beispielsweise durch Änderung der Kopplungsverhältnisse Strip-, Stretch- und Staucheffekte des Folienschlauches beim Zusammenwirken mit der Querschweißvorrichtung erzielt werden, um bestimmte Beutelformen, wie beispielsweise Flach-, Seiten- und Klotzbodenbeutel, herzustellen.

Der als Leitantrieb ausgebildete erste Antrieb sorgt für den Vorschub des Folienschlauches, wobei der Antrieb des Folienschlauches vorzugsweise über Riementriebe erfolgt. Durch die feste wegabhängige Kopplung des Leitantriebes mit den beiden Folgeantrieben wird sichergestellt, daß die Querschweißeinrichtung exakt an der gewünschten Stelle des Folienschlauches öffnet und schließt und sich im geschlossenen Zustand, wenn gewünscht, exakt mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Folienschlauch bewegt.

Das elektronische Kurvengetriebe weist zweckmäßigerweise einen Rechner auf, der in Abhängigkeit von eingegebenen Parametern die Folgekurven für die Folgeantriebe berechnet. Nach Ermittlung der Folgekurven und Inbetriebnahme des Leitantriebes setzt die feste wegabhängige Kopplung mit den Folgeantrieben ein. Der Rechner berechnet vorzugsweise in Abhängigkeit von den eingegebenen Parametern die maximale Taktleistung. Sollten geringere Taktleistungen verwirklicht werden, werden für die gewünschte Taktleistung dann die optimalen Werte, d. h. entsprechende Folgekurven ermittelt.

Vorzugsweise gibt das elektronische Kurvengetriebe in Abhängigkeit von der Beutellänge und der Schweißzeit eine Vielzahl von unterschiedlichen festen Kopplungsverhältnissen vor. Bei einer weiteren Variante werden in Abhängigkeit vom Stauchungsgrad des Folienschlauches unterschiedliche feste Kopplungsverhältnisse vorgegeben. Durch Eingabe dieser Parameter werden daher gewünschte Folgekurven für die Folgeantriebe errechnet, die dann im Betrieb durchlaufen werden.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das elektronische Kurvengetriebe derart ansteuerbar ist, daß der zweite und/oder dritte Antrieb aus dem jeweiligen festen Kopplungsverhältnis ausklinkbar ist. Diese Ausführungsform hat für den Fall Bedeutung, bei dem die Vorrichtung mit einer wesentlich geringeren Taktleistung als der errechneten maximalen Taktleistung läuft. In einem solchen Fall ergeben sich ggf. zu lange Schweißzeiten, die durch das entsprechende Ausklinken des jeweiligen Antriebs aus der festen wegabhängigen Kopplung und ein nachfolgendes Wiedereinklinken vermieden werden. Beispielsweise wird nach Beendigung einer verkürzten Schweißzeit ausgeklinkt, und zum geeigneten Zeitpunkt wird wieder eingeklinkt.

Wie vorstehend erläutert, ist die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung somit sehr variabel und universell einsetzbar, da bei fester Kopplung der drei Antriebe nur die Kopplungsverhältnisse geändert werden müssen, was durch einfache Eingabe von neuen Parametern für den dem elektronischen Kurvengetriebe zugeordneten Rechner geschehen kann, der aus diesen Parametern neue Softwarekurven errechnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema einer Vertikalschlauch­ beutelmaschine;

Fig. 2 ein Weg- und ein Geschwindigkeitsdiagramm der Kunststoffo­ lie, des die Querschweißbacken tragenden Schlittens und der Querschweißbacken über der Zeit; und

Fig. 3 Geschwindigkeits-Zeit-Diagramme der Folie, des Querschweiß­ backenschlittens bzw. -stuhles und der Querschweißbacken.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vertikalschlauchbeutel­ maschine handelt es sich um eine kontinuierlich arbeitende Maschine, bei der eine geeignete Kunststoffolie zwei von einer Vorratsrolle 3 über eine Tänzerwalze 5 und mehrere Umlenkwalzen 6 einer Formeinrichtung 12 zugeführt wird, die als Formschulter ausgebildet ist. Spezielle Abzugsrollen zum Abziehen der Folie von der Vorratsrolle 3 werden bei dieser Ausführungsform nicht benötigt. Die Formvorrichtung 12 formt aus der ebenen Folie einen Folienschlauch und führt diesen auf und über ein vertikal angeordnetes Träger- und Füllrohr 13. Ein über dem Füllrohr 13 angeordneter Trichter 14 dient zum Befüllen der hergestellten Schlauchbeutelpackungen.

Mit dem auf dem Trägerrohr 13 befindlichen Folienschlauch steht ein Riementrieb 25 in Eingriff, der die kontinuierliche Förderung des Folienschlauches entlang dem Trägerrohr übernimmt. Ein Längsschweiß- oder Siegelkopf 15 in der Form einer Schweißbacke bewegt sich an den auf dem Trägerrohr 13 befindlichen Folienschlauch heran, tritt mit dessen überlappenden Endbereichen in Eingriff und bewegt sich dann mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Folienschlauch nach unten. Während dieser Phase werden die überlappenden Endbereiche des Folienschlauches miteinander verschweißt, so daß eine Längsnaht entsteht.

Unterhalb des Trägerrohres 13 befindet sich eine Querschweißvorrichtung, die in Fig. 1 durch zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Schweißbacken 40 und 43 dargestellt ist. Die Schweißbacken 40 und 43 erzeugen im geschlossenen Zustand eine Querschweißnaht, die die Fußnaht 21 des noch zu befüllenden Beutels und die Kopfnaht 17 eines bereits gefüllten Beutels 54 bildet. Beide Schweißbacken 40 und 43 sind an einem Backenschlitten bzw. Backenstuhl, der in Fig. 1 schematisch bei 61 dargestellt ist, auf- und abbeweglich angeordnet, so daß sie im Gleichlauf zum kontinuierlich abwärts geführten Folienschlauch bewegt werden können, um an den korrekten Stellen des Schlauches die entsprechenden Querschweißnähte auszubilden.

Für das System sind drei Antriebe (Motoren) vorgesehen, von denen ein erster Antrieb 10 den Riementrieb 25 zum Vorschieben des Folienschlauches und gleichzeitig den Längsschweißkopf 15 antreibt. Dieser erste Antrieb 10 ist als Leitantrieb ausgebildet und arbeitet mit einem bei 4 gezeigten elektronischen Kurvengetriebe zusammen. Das elektronische Kurvengetriebe 4 wirkt über zwei Treiber 7 auf einen zweiten Antrieb 58 und einen dritten Antrieb 62 ein. Der zweite Antrieb 58 bewegt den Schlitten 61 für die Querschweißbacken 40 und 43 auf und ab, während der dritte Antrieb 62 die Querschweißbacken 40 und 43 auf und zu bewegt.

Eine zentrale Steuereinheit 84 versorgt über einen mit einer Stromquelle 87 versehenen Treiber 88 den Antrieb 10 mit einer Drehzahlvorgabe. Dem elektronischen Kurvengetriebe 4, das von der zentralen Steuereinheit 84 ein- und ausgesteuert wird, ist ein Rechner zugeordnet, der mit bestimmten Parametern, wie Beutellänge, Schweißzeit, Stauchungsgrad der Folie, programmiert wird. In Abhängigkeit von diesen Parametern errechnet der Rechner entsprechende Folgekurven für den zweiten und dritten Antrieb 61, 62. Wird nunmehr der Antrieb 10 in Betrieb genommen, klinken sich an entsprechenden Synchronpunkten die beiden Antriebe 58 und 62 unter einem festen Kopplungsverhältnis ein.

Der zentralen Steuereinheit 84 ist eine entsprechende Befehls- und Anzeigeeinrichtung 65 zugeordnet, über die entsprechende Befehle eingegeben und bestimmte Parameter angezeigt werden können.

Wenn bei einer gewünschten und eingestellten Taktleistung beispielsweise die Schweißzeit zu lang wird, kann manuell oder in gesteuerter Weise der Antrieb 62 für das Öffnen und Schließen der Schweißbacken 40, 43 aus dem festen Kopplungsverhältnis ausgeklinkt und an einer bestimmten Stelle wieder eingeklinkt werden. Hierdurch lassen sich verkürzte Schweißzeiten erzielen, ohne daß die feste Kopplung zwischen den Antrieben 10, 58 und 62 verändert werden muß.

Soll beispielsweise von einer Beutellänge auf eine andere Beutellänge übergegangen werden, wird die neue Beutellänge in den Rechner des elektronischen Kurvengetriebes eingegeben. Auf der Basis der entsprechenden Programmierung werden dann die neuen Folgekurven für die beiden Antriebe 58 und 62 errechnet, die dann nach Inbetriebnahme des Antriebs 10 von den Antrieben 58 und 62 durchlaufen werden. Die Umrüstung der Vorrichtung kann daher sehr rasch erfolgen.

Wenn man entsprechende Spezialeffekte, wie Strippen, Stretchen, Stauchen der Folie, erzielen will, wird ein geänderter Stauchungsgrad in den Rechner des elektronischen Kurvengetriebes eingegeben. Es wird dann eine neue Folgekurve für den Antrieb 62 errechnet, die beispielsweise zu einer Verlangsamung des Backenschlittens nach dem Backenschluß führt, so daß der herzustellende Beutel entsprechend gestaucht wird. Beim Strippen wird beispielsweise der Backenschlitten vor Schluß der Backen beschleunigt.

Fig. 2 zeigt im oberen Teil ein Weg-Zeit-Diagramm für die Folienbewegung, die Schlittenbewegung für die Querschweißbacken und die Querschweißbackenbewegung. Der einer Beutellänge entsprechende Zyklus erstreckt sich hierbei von den Punkten S1 bis S9. Der Folienabzug erfolgt vom Punkt S1 an mit konstanter Geschwindigkeit. Gleichzeitig erfolgt die Abwärtsbewegung des Querschweißbackenschlittens bis zum Punkt S6, wonach der Schlitten seine Rücklaufbewegung durchführt. Die Öffnungsbewegung der Schweißbacken erfolgt von Punkt S4 an. Am Punkt Z8 sind die Backen geöffnet. Nach einer gewissen Öffnungszeit beginnt bei Punkt Z1 (Einklinksynchronpunkt der Backen) die Schließbewegung der Backen bis zum Punkt Z4.

Der untere Teil der Fig. 2 zeigt ein entsprechendes Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm für die Folienbewegung, Schlittenbewegung und Backenbewegung. Diese Diagramme sind in Fig. 3 im einzelnen dargestellt.

Das obere Diagramm der Fig. 3 verdeutlicht die Bewegung des Folienschlauches, die über den Riemenabzug 25 bewerkstelligt wird. Ein Zyklus von 360° entspricht der Länge eines Beutels. Der mittlere Teil der Fig. 3 zeigt das entsprechende v-t-Diagramm für die Bewegung des Backenschlittens bzw. Backenstuhles. Schließlich zeigt der untere Teil das v-t-Diagramm für die Öffnungs- und Schließbewegung der Querschweißbacken.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch eine einfache Umschaltung von kontinuierlichem Betrieb auf Taktbetrieb möglich.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Bildung von Schlauchbeutelpackungen mit einer Vorratsrolle für eine flexible Folienbahn, einer Formeinrichtung, mit der die Folienbahn zu einem Folienschlauch formbar ist, einem ersten Antrieb für den Folienschlauch, einer Längsschweißeinrichtung zur Erzeugung einer Längsnaht am Folienschlauch und einer Querschweißeinrichtung zur Erzeugung einer Quernaht während des Folienschlauchvorschubes, wobei die Querschweißvorrichtung einen zweiten Antrieb für eine Bewegung in Folienschlauchvorschubrichtung und zurück und einen dritten Antrieb für das Schließen und Öffnen der Querschweißvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Antrieb (10) als Leitantrieb ausgebildet ist, an den die als Folgeantriebe ausgebildeten zweiten und dritten Antriebe (58, 62) über ein elektronisches Kurvengetriebe (4) fest wegabhängig gekoppelt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Kurvengetriebe (4) einen Rechner aufweist, der in Abhängigkeit von eingegebenen Parametern die Folgekurven für die Folgeantriebe berechnet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner in Abhängigkeit von den eingegebenen Parametern die maximale Taktleistung berechnet.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Kurvengetriebe (4) in Abhängigkeit von Beutellänge und Schweißzeit eine Vielzahl von unterschiedlichen festen Kopplungsverhältnissen vorgibt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Kurvengetriebe (4) in Abhängigkeit vom Stauchungsgrad des Folienschlauches unterschiedliche feste Kopplungsverhältnisse vorgibt.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Kurvengetriebe (4) derart ansteuerbar ist, daß der zweite und/oder dritte Antrieb (58, 62) aus dem jeweiligen festen Kopplungsverhältnis ausklinkbar ist.