DE4412577A1

DE4412577A1 - Quersiegel-Vorrichtung für eine Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE4412577A1
Application number: DE4412577A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Metz; Dieter Korzer
Original assignee: Rovema GmbH
Current assignee: Rovema GmbH
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1995-10-19
Also published as: DE59500827D1; US5575137A; EP0677443B1; EP0677443A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Quersiegel-Vorrichtung für eine Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine mit mindestens einem Paar Quersiegel-Backen, die an einen ggf. in Richtung sei ner Längsachse bewegten Kunststoff-Schlauch anlegbar sind, diesen dabei quer zu seiner Längsachse durch jeweils eine Quersiegelnaht in einzelne Schlauchbeutel-Verpackungen tei lend, und mit mindestens einem Paar den Quersiegel-Backen vorlaufender, symmetrisch zueinander und parallel zu der Quersiegelnaht angeordneter und gegeneinander und entlang des Siegelbereiches symmetrisch bewegter Abstreifstäbe, die innerhalb und entlang mindestens eines Teiles des Siegelbe reiches, den Kunststoff-Schlauch zwischen sich einklemmend, zumindest einen für die Quersiegelnaht vorgesehenen Bereich des Kunststoff-Schlauches so überstreichen, daß das Ver packungsgut aus diesem Bereich in die zu verschließende Schlauchbeutel-Verpackung abgestreift wird.

Eine Quersiegel-Vorrichtung dieser Art ist aus der Deut schen Offenlegungsschrift DE 37 32 033 A1 bereits bekannt. Sie sorgt dafür, daß der Bereich der späteren Quersiegel naht frei von Verpackungsgut gehalten wird, bis die Siege lung erfolgt ist. Die Bewegung der Abstreifstäbe ist dabei an diejenige der Quersiegel-Backen gekoppelt, um durch eine solche Zwangsführung Fehlversuche zu vermeiden. Es muß näm lich sichergestellt sein, daß sich die Abstreifstäbe be reits unterhalb der Quersiegel-Backen befinden, wenn diese die Siegelnaht erzeugen, und sie müssen sich entlang des Siegelbereiches schneller bewegen als der Kunststoff- Schlauch, um das im Bereich der späteren Siegelnaht eventu ell vorhandene Verpackungsgut in das vorhergehende, eigent liche Verpackungsvolumen einzustreifen. Die Abstreifstäbe sind zu diesem Zweck an den Quersiegel-Backen mittels schwenkbar gelagerter Hebel angebunden und werden, wie die Quersiegel-Backen auch, durch eine Kurvensteuerung geführt. Die Anordnung erfordert einen erheblichen mechanischen Auf wand und ist wegen der hohen Produktivität einer solchen Quersiegel-Vorrichtung, die an hochleistungsfähigen Schlauchbeutel-Verpackungsmaschinen eingesetzt werden, ei nem starken Verschleiß unterworfen. In der Regel wird es sich dabei um eine Einzweck-Einrichtung handeln, die an un terschiedliche Verpackungs-Parameter nur schwer angepaßt werden kann.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Quersiegel-Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so auszubilden, daß hochempfindliche und teure mechanische Zwangsführungen für die Abstreifstäbe nicht mehr erforder lich und die verwendeten Bauteile verschleißarm und ohne umfangreiche Rüstarbeiten leicht ersetzbar sind, und daß eine anwenderfreundlich einfache Anpassung der Anlage an unterschiedliche Verpackungsaufgaben vorgenommen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei derseits und symmetrisch zu dem Siegelbereich je ein endlo ses, flexibles Antriebsband vorgesehen ist, daß die Ab streifstäbe paarweise an den beiden Antriebsbändern befe stigt sind, daß weiterhin die Antriebsbänder von einem ge meinsamen Antrieb über je eine Antriebsrolle synchron ange trieben werden und daß ferner für diesen Antrieb eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Bewegung der Abstreifstäbe unabhängig von den Bewegungen des Kunststoff- Schlauches und der Quersiegel-Backen steuert, wobei die An triebsbänder vorzugsweise jeweils von einem endlos ge schlossenen Zahnriemen gebildet werden.

Eine feste mechanische Zuordnung der Bewegung der Abstreif stäbe zu derjenigen der Quersiegel-Backen ist bei der er findungsgemäßen Quersiegel-Vorrichtung nicht mehr erforder lich. Das statt dessen vorgesehene Bandgetriebe hat den Vor teil, daß die verwendeten Bauelemente keinem beständigen mechanischen Verschleiß unterliegen und keine teure Spezi alanfertigung erfordern, sondern aus handelsüblichen Teilen zusammengestellt und durch deren Ersatz problemlos erneuert werden können. Die spezielle Steuerung der Abstreifstäbe erlaubt eine Anpassung der Quersiegel-Vorrichtung an ganz unterschiedliche Verpackungsaufgaben, wobei beispielsweise das jeweilige Verpackungsgut und die Art und Größe des ver wendeten Kunststoff-Schlauches und der Schlauchbeutel-Ver packungen berücksichtigt werden können.

Eine der Bewegung der Abstreifstäbe räumlich angepaßte An ordnung des Antriebsbandes entsteht, wenn die vorzugsweise stirnverzahnte Innenseite des Antriebsbandes über jeweils eine der Antriebsrollen und mehrere erste Spannrollen ge führt ist, wobei die Antriebsrolle zweckmäßig am Ende des Siegelbereiches vorgesehen ist, so daß sich die Abstreif stäbe an dem gezogenen Trumm des Antriebsbandes immer dann befinden, wenn sie den Kunststoff-Schlauch überstreichen.

Die in Bezug auf den Siegelbereich raumsymmetrisch angeord neten Antriebsbänder können leicht synchron in der Weise angetrieben werden, daß das Antriebsmoment in die Antriebs rollen mittels eines gemeinsamen, mit dem Antrieb verbun denen Riementriebes eingeleitet wird, wobei es günstig ist, wenn dabei der Schlupf des Riementriebes an den Antriebs rollen durch mindestens eine zweite Spannrolle minimiert wird, am besten so, daß die zweite(n) Spannrolle(n) so an geordnet ist (sind), daß der Umschlingungswinkel an den beiden Antriebsrollen nahezu gleich ist.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn für den Antrieb ein Servomotor vorgesehen ist, der von einem die zeitabhängige, in einfacher Weise von einem Näherungsschalter meßbare Po sition der Abstreifstäbe regelnden Lageregler, beispiels weise über einen Servoverstärker, drehzahlgesteuert wird. Derartige Lageregelungen sind vor allem mit elektronischen Meß- und Steuermitteln sehr genau und trägheitslos ausführ bar, so daß die funktionale Trennung der Antriebe von Quer siegel-Backen und Abstreifstäben keine nachteiligen Folgen für deren räumliche Zuordnung hat.

Eine erhebliche Verbesserung des Standes der Technik bildet auch die von der Erfindung geschaffene Möglichkeit, die Sollgrößen einer solchen Lageregelung zu verändern, wozu es zweckmäßig ist, wenn der Lageregler einen inkrementalen Ge ber für die Drehzahlsteuerung des Servomotors aufweist. Eine Anpassung kann benutzerfreundlich erfolgen, wenn an dem Lageregler ein Display als Sollwerteinstellung zur Festlegung des von den den Kunststoff-Schlauch klemmenden, das Verpackungsgut in die Schlauchbeutel-Verpackung ab streifenden Abstreifstäben innerhalb des Siegelbereiches zurückgelegten Abstreifweges vorgesehen ist.

In der Regel ist es zweckmäßig, wenn der Siegelbereich senkrecht angeordnet ist, weil das Verpackungsgut dabei der Schwerkraft unterworfen ist und nicht von selbst in den Be reich der Siegelnaht zurückfließen kann, wenn es dort be reits abgestreift worden ist.

Mit Hilfe des Displays kann ein oberes Abstreifwegstück einstellbar sein, das kurz unterhalb der an der Quersiegel naht anliegenden Quersiegel-Backen endet, es ist aber statt dessen oder zusätzlich auch möglich, daß ein unteres Abstreifwegstück einstellbar ist, das kurz unterhalb der an der Quersiegelnaht anliegenden Quersiegel-Backen erst be ginnt. Beide Abstreifwegstücke bilden zusammen den Ab streifweg, der auf diese Weise modifizierbar ist.

Ein korrektes Abstreifen des Kunststoff-Schlauches kann ge währleistet werden, wenn innerhalb des Siegelbereiches das jeweilige Antriebsband zumindest partiell auf seiner der Schlauchbeutel-Verpackung abgewandten Seite jeweils von ei nem ortsfesten Anlagestück so hinterfangen ist, daß es seine Lage auch dann beibehält, wenn die an dem Kunststoff- Schlauch anliegenden Abstreifstäbe eine Reaktionskraft auf das Antriebsband ausüben. Eine solche - raumfeste - Anord nung ist wesentlich weniger störanfällig und einem Ver schleiß unterworfen wie fortwährend bewegte Hebelsysteme, wie sie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ein richtungen zur Übertragung der erforderlichen Abstreif kräfte vorgesehen werden müssen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an ei nem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das mechanische und

Fig. 2 das regelungstechnische Wirkprinzip einer erfin dungsgemäßen Quersiegel-Vorrichtung,

Fig. 3 in zwei Teilfiguren die Ausgestaltung eines Ab streifweges sowie

Fig. 4 eine zweckmäßige Anordnung, sämtlich in schema tisch vereinfachter Darstellung.

Eine erfindungsgemäße Quersiegel-Vorrichtung besteht ent sprechend Fig. 1 und 4 aus zwei spiegelsymmetrisch an einem geradlinigen Siegelbereich 1 angeordneten, elastischen und endlosen Antriebsbändern 2, die jeweils über zugehörige er ste Spannrollen 21 geführt sind und (Fig. 4) von je einer Antriebsrolle 22 angetrieben werden. Ein Kunststoff- Schlauch 3 wird in der durch einen Richtungspfeil 31 vorge gebenen Richtung senkrecht nach unten durch den Siegel bereich 1 gefördert, wobei in bekannter und in der Zeich nung nicht weiter erläuterter Weise Verpackungsgut 30 in den Kunststoff-Schlauch 3 eingeführt wird.

In der Fig. 1 sind zwei gegeneinander bewegbare Quersiegel- Backen 4 angedeutet, die in der Fig. 4 etwas ausführlicher gezeichnet sind. Die Quersiegel-Backen 4 sind jeweils mit zwei Siegelflächen 41 versehen, die an dem zusammenge quetschten Kunststoff-Schlauch 3 zwei parallele Quersiegel nähte erzeugen. Zwischen den Siegelflächen 41 ist jeweils eine Schneidvorrichtung vorgesehen, die der Übersichtlich keit wegen in der Zeichnung weggelassen ist und zur Verein zelung der Schlauchbeutel-Verpackungen 32 aus dem Kunst stoff-Schlauch 3 dient. Die Einzelheiten sind fachüblich. Die Quersiegel-Backen 4 sind miteinander synchronisiert, aber unabhängig von den Antriebsbändern 2 angetrieben und legen sich nur innerhalb des Siegelbereiches 1 zeitweilig an den Kunststoff-Schlauch 3 zum Zwecke der Siegelung und Abtrennung der Schlauchbeutel-Verpackungen 32 an, in Fig. 1 schematisch durch eine gepunktete Darstellung der aus dem Bereich des Kunststoff-Schlauches 3 bereits wieder abgezo genen Quersiegel-Backen 4 angedeutet. Die Art und Weise des Antriebs der Quersiegel-Backen 4 steht nicht im Zusammen hang mit der Erfindung; ein Beispiel kann der o.g. Druck schrift entnommen werden.

An den Antriebsbändern 2 sind paarweise Abstreifstäbe 23 so befestigt, daß die Spiegelsymmetrie der Antriebsbänder 2 erhalten bleibt. In der Fig. 1 sind zwei Paare, in der Fig. 4 vier Paare von Abstreifbändern 23 zu erkennen, auf diese Weise andeutend, daß die paarweise Anzahl der Abstreifstäbe 23 relativ variabel ist und den jeweiligen Verpackungsauf gaben angepaßt werden kann. Je kürzer die Schlauchbeutel verpackungen 32 sind, umso mehr Abstreifstäbe 23 müssen paarweise verwendet werden.

Entsprechend der Fig. 2 ist für die Steuerung der Antriebs bänder 2 der erfindungsgemäßen Quersiegel-Vorrichtung als zentrale Regeleinheit ein Lageregler 5 eingesetzt, der den Betrieb der Antriebsbänder 2 in Abhängigkeit von einer an einem Display 51 vornehmbaren Sollwerteinstellung und von dem Istwert für die Lage der Abstreifstäbe 23 steuert, der durch einen Näherungsschalter 52 (Fig. 4) gemessen wird. Die auf diese Weise gewonnenen Eingangsgrößen werden in ge eigneter Weise elektronisch verarbeitet; die davon abhängi gen Ausgangsgrößen zur Regelung der Lage, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Abstreifstäbe 23 werden - in einem Servoverstärker 53 verstärkt - einem Servomotor 61 zuge führt, der über ein Getriebe 62 (Fig. 4) die Antriebsrollen 22 antreibt. Anstelle einer Lageregelung kann auch eine La gesteuerung erfolgen, wenn der Lageregler 5 mit einem in krementalen Geber für die Drehzahl des Servomotors 61 aus gerüstet ist.

An Hand des Displays 51 ist es möglich, einen Abstreifweg 10 zu modifizieren und zu unterteilen. Der Abstreifweg 10 bedeutet dabei diejenige Strecke innerhalb des Siegel bereiches 1, die für eine vollständige Entfernung von Ver packungsgut 30 aus dem für die Siegelung vorgesehenen Be reich des Kunststoff-Schlauches 3 erforderlich ist und in nerhalb derer die Abstreifstäbe 32 entlang des langsamer bewegten Kunststoff-Schlauches 3, diesen zwischen sich ein klemmend, bewegt werden. Die Fig. 3 zeigt, daß es dabei möglich ist, ein "oberes" Abstreifwegstück 10a einzustel len, das kurz unterhalb derjenigen Stellung endet, welche die Quersiegel-Backen 4 während der Erzeugung der Quersie gelnaht einnehmen. Ein "unteres" Abstreifwegstück 10b dage gen beginnt an dieser Stelle und erstreckt sich in Richtung des Richtungspfeiles 31. Der gesamte Abstreifweg 10 wie auch die Abstreifwegstücke 10a und 10b können innerhalb von vorrichtungsfesten Grenzwerten verändert werden.

Ein Antrieb 6, der im wesentlichen aus dem Servomotor 61 und dem Getriebe 62 besteht, treibt die Antriebsrollen 22. Er ist gemäß Fig. 4 mit einem Riementrieb 64 versehen, wo bei zweite Spannrollen 63 dafür sorgen, daß ein ausreichen der Umschlingungswinkel an den Antriebsrollen 22 deren schlupffreien, synchronen Antrieb gewährleistet.

Je ein an der Quersiegel-Vorrichtung ortsfestes Anlagestück 7 ist dem gezogenen Trumm des jeweiligen Antriebsbandes 2 unterlegt, so daß dieses nicht ausweichen kann, wenn die Abstreifstäbe 23 an dem Kunststoff-Schlauch 3 wirksam sind.

Bezugszeichenliste

1 Siegelbereich
10 Abstreifweg
10a, 10b Abstreifwegstück
2 Antriebsband
21 Spannrolle
22 Antriebsrolle
23 Abstreifstab
3 Kunststoff-Schlauch
30 Verpackungsgut
31 Richtungspfeil
32 Schlauchbeutel-Verpackung
4 Quersiegel-Backe
41 Siegelfläche
5 Lageregler
51 Display
52 Näherungsschalter
53 Servoverstärker
6 Antrieb
61 Servomotor
62 Getriebe
63 Spannrolle
64 Riementrieb
7 Anlagestück.

Claims

1. Quersiegel-Vorrichtung für eine Schlauchbeutel-Ver packungsmaschine mit mindestens einem Paar Quersiegel-Bac ken, die an einen ggf. in Richtung seiner Längsachse beweg ten Kunststoff-Schlauch anlegbar sind, diesen dabei quer zu seiner Längsachse durch jeweils eine Quersiegelnaht in ein zelne Schlauchbeutel-Verpackungen teilend, und mit minde stens einem Paar den Quersiegel-Backen vorlaufender, symme trisch zueinander und parallel zu der Quersiegelnaht ange ordneter und gegeneinander und entlang des Siegelbereiches symmetrisch bewegter Abstreifstäbe, die innerhalb und ent lang mindestens eines Teiles des Siegelbereiches, den Kunststoff-Schlauch zwischen sich einklemmend, zumindest einen für die Quersiegelnaht vorgesehenen Bereich des Kunststoff-Schlauches so überstreichen, daß das Ver packungsgut aus diesem Bereich in die zu verschließende Schlauchbeutel-Verpackung abgestreift wird,
dadurch gekennzeichnet daß

a) beiderseits und symmetrisch zu dem Siegelbereich (1) je ein endloses, flexibles Antriebsband (2) vorgesehen ist,
b) die Abstreifstäbe (23) paarweise an den beiden An triebsbändern (2) befestigt sind,
c) die Antriebsbänder (2) von einem gemeinsamen Antrieb (6) über je eine Antriebsrolle (22) synchron angetrieben werden und
d) für diesen Antrieb (6) eine Steuereinrichtung vorgese hen ist, welche die Bewegung der Abstreifstäbe (23) unab hängig von den Bewegungen des Kunststoff-Schlauches (3) und der Quersiegel-Backen (4) steuert.

2. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Antriebsbänder (2) jeweils von einem endlos geschlossenen Zahnriemen gebildet werden.

3. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise stirnverzahnte Innen seite des Antriebsbandes (2) über jeweils eine der An triebsrollen (22) und mehrere erste Spannrollen (21) ge führt ist.

4. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (22) am Ende des Siegelbereiches (1) vorgesehen ist.

5. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmoment in die Antriebsrollen (22) mittels eines gemeinsamen, mit dem An trieb (6) verbundenen Riementriebes (64) eingeleitet wird.

6. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schlupf des Riementriebes (64) an den Antriebsrollen (22) durch mindestens eine zweite Spannrolle (63) minimiert wird.

7. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite(n) Spannrolle(n) (63) so an geordnet ist (sind), daß der Umschlingungswinkel an den beiden Antriebsrollen (22) nahezu gleich ist.

8. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb (6) ein Ser vomotor (61) vorgesehen ist, der von einem die zeitabhän gige Position der Abstreifstäbe (23) regelnden Lageregler (5) drehzahlgesteuert wird.

9. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Position der Abstreifstäbe (23) von einem Näherungsschalter (52) gemessen wird.

10. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageregler (5) den Servomotor (61) über einen Servoverstärker (53) schaltet.

11. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageregler (5) einen inkrementalen Geber für die Drehzahlsteuerung des Servomo tors (61) aufweist.

12. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lageregler (5) ein Display (51) als Sollwerteinstellung zur Festlegung des von den den Kunststoff-Schlauch (3) klemmenden, das Ver packungsgut (30) in die Schlauchbeutel-Verpackung (32) ab streifenden Abstreifstäben (23) innerhalb des Siegelberei ches (1) zurückgelegten Abstreifweges (10) vorgesehen ist.

13. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Siegelbereich (1) senk recht angeordnet ist.

14. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, da durch gekennzeichnet, daß ein oberes Abstreifwegstück (10a) einstellbar ist, das kurz unterhalb der an der Quersiegel naht anliegenden Quersiegel-Backen (4) endet.

15. Quersiegel-Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, da durch gekennzeichnet, daß ein unteres Abstreifwegstück (10b) einstellbar ist, das kurz unterhalb der an der Quer siegelnaht anliegenden Quersiegel-Backen (4) beginnt.

16. Quersiegel-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Siegelberei ches (1) das jeweilige Antriebsband (2) zumindest partiell auf seiner der Schlauchbeutel-Verpackung (32) abgewandten Seite jeweils von einem ortsfesten Anlagestück (7) so hinterfangen ist, daß es seine Lage auch dann beibehält, wenn die an dem Kunststoff-Schlauch (3) anliegenden Ab streifstäbe (23) eine Reaktionskraft auf das Antriebsband (2) ausüben.