DE69105248T2

DE69105248T2 - Vorrichtung zum Versiegeln für eine Maschine zum Formen, Füllen und Schliessen von Packungen.

Info

Publication number: DE69105248T2
Application number: DE69105248T
Authority: DE
Inventors: Masao Fukuda
Original assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2011-07-30
Also published as: EP0469819A1; JP2540117B2; EP0469819B1; DE69105248D1; JPH0487931A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Versiegeln für eine Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen, beispielsweise auf die vertikale Kissen-Bauart zum Versiegeln eines thermoplastischen flexiblen Folienmaterials, um einen Beutel zu formen.
Verpackungsmaschinen der Bauart, die formt, füllt und versiegelt, und insbesondere der sogenannten vertikalen Kissen-Bauart weisen gewöhnlich eine Abrundung auf, die über einem vertikalen Zylinder angeordnet ist, der manchmal "Ladezylinder" genannt wird. Eine Bahn aus bandartig langgestrecktem thermoplastischen flexiblen Folienmaterial, aus welchem Beutel herzustellen sind, wird von einer Folienzuführwalze abgezogen und mit Hilfe der Abrundung um den Ladezylinder gewickelt. Aus diesem Grund wird diese Abrundung manchmal "Formelement" genannt. Die Seitenränder des langgestreckten Folienmaterials überdecken sich, wobei die sich überdeckenden Teile thermisch versiegelt werden, während das Folienmaterial entlang der Außenfläche des Zylinders derart heruntergezogen wird, daß das Folienmaterial rohrförmig ausgebildet wird. Dieser Versiegelungsprozeß wird nachstehend "vertikale Versiegelung" genannt. Ein horizontal langgestrecktes Heizelement ist unterhalb des Zylinders für einen horizontalen Versiegelungsprozeß vorgesehen, wodurch das jetzt rohrförmige Folienmaterial in eine beutelförmige Form horizontal versiegelt wird. Zwischenzeitlich rieseln die zu verpackenden Artikel über den Ladezylinder in den neugebildeten Beutel. Derart strukturiert erscheinen die Verpackungsmaschinen der vertikalen Kissen-Bauart effektiv, weil die Herstellung und das Füllen der Beutel fortlaufend und gleichzeitig ablaufen kann.
Die vorstehend erwähnte horizontale Heizeinrichtung zum horizontalen Versiegeln wird nachstehend "horizontale Versiegelungseinrichtung" genannt und weist generell ein Paar horizontal langgestreckter Heizeinrichtungen auf, die nachstehend "Versiegelungsbacken" genannt werden, welche von gegenüberliegenden Seiten des rohrförmigen thermoplastischen Materials gegeneinandergedrückt werden, um dadurch eine horizontale Versiegelung herzustellen. Die Verfahren zum horizontalen Versiegeln können weitgehend in die folgenden zwei Kategorien - die Bauart mit diskontinuierlichem Vorrücken und die Bauart mit kontinuierlichem Vorrücken - eingeteilt werden. Mit Hilfe eines Verfahrens der Bauart mit diskontinuierlichem Vorrücken wird das horizontal zu versiegelnde rohrförmige Folienmaterial schrittweise nach unten gezogen, wobei die Versiegelungsbacken aufeinanderzubewegt werden und das Folienmaterial dazwischen von beiden Seiten zusammengedrückt wird, sobald die Abwärtsbewegung des Folienmaterials zeitweilig gestoppt wird. Mit Hilfe eines Verfahrens der Bauart mit kontinuierlichem Vorrücken wird im Gegensatz dazu das jetzt rohrförmige Folienmaterial in einer gleichmäßig fortlaufenden Bewegung nach unten gezogen und werden zudem die Versiegelungsbacken veranlaßt, sich zusammen mit dem sich nach unten bewegenden Folienmaterial ebenfalls in Abwärtsrichtung zu bewegen, um eine endliche Versiegelungsdauer zu gewährleisten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für die Bauart mit kontinuierlichem Vorrücken.
Es sind viele Antriebsvorrichtungen für eine horizontale Versiegeleinrichtung betrachtet worden. Werden die Versiegelungsbacken so ausgebildet, daß sie sich in einer vertikalen Ebene Kreisbewegungen unterwerfen, so können sie nur an dem Punkt miteinander in punktförmigen Kontakt treten, an dem sich die beiden Kreisbahnen gegenseitig tangieren. Überdies werden die Versiegelungsoberflächen eher bogenförmig als eben. In der Japanischen Patentveröffentlichung Tokkai 62-235006 ist eine Antriebsvorrichtung gezeigt, die die Versiegelungsbacken dazu veranlaßt, sich linear entlang des Abwärtswegs des Folienmaterials so zu bewegen, daß die gesamten Heizflächen der Versiegelungsbacken für eine endliche Zeitdauer mit dem Folienmaterial in Berührung bleiben können. Als Einrichtung für die Schaffung einer derartigen Linearbewegung der Versiegelungsbacken wurden jedoch generell D-förmige Rillen verwendet, um die an den Endbereichen der Drehelemente gehaltenen Versiegelungsbacken zu führen. Wird die Drehbewegung dieser Drehelemente verschnellert, um die zum Versiegeln erforderliche Zeitdauer zu verringern, erhöht sich beispielsweise die Trägheitskraft der Drehteile dementsprechend, wobei sich eine ungewöhnlich starke Kraft an den Versiegelungsbacken dann einstellt, wenn die Rillen ihre Richtung ändern. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß der Umlaufweg der Versiegelungsbacken durch die Führungsrillen unveränderlich vorbestimmt ist.
In EP-A-0226693 ist eine Vorrichtung zum Versiegeln für eine Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen gezeigt, die ein Paar von langgestreckten Heizanordnungen an gegenüberliegenden Seiten eines Folienwegs aufweist, entlang dem ein beutelbildendes Folienmaterial gefördert wird und eine Dreheinrichtung hat, damit das Paar von Heizanordnungen veranlaßt wird, sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu drehen, und zwar jede um eine von einem Paar von zueinander parallelen horizontalen Achsen, während beide der Heizanordnungen zu den besagten Achsen derart parallel gerichtet gehalten werden, daß sich die Heizanordnungen über einen Abschnitt des Folienwegs endlicher Länge aneinanderdrücken, während sie sich um die Achsen drehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Versiegeln für eine Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen folgendes auf:
ein Paar langgestreckter Heizanordnungen, die sich an gegenüberliegenden Seiten eines Folienwegs befinden, entlang dem ein beutelbildendes Folienmaterial gefördert wird; und
eine Dreheinrichtung, damit das Paar von Heizanordnungen veranlaßt wird, sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu drehen, wobei sich jede um eine von einem Paar von zueinander parallelen Achsen dreht, während beide Heizanordnungen parallel gerichtet zu den Achsen gehalten werden, und zwar so, daß sich die Heizanordnungen über einen Folienwegabschnitt (A) endlicher Länge aneinanderdrücken, während sie um die Achsen rotieren; wobei sie durch
eine Achsverstelleinrichtung zum Steuern des Abstands zwischen den zueinander parallelen Achsen gekennzeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Versiegelungseinrichtung, mit der die Bewegung der Versiegelungsbacken problemlos und effektiv gesteuert werden kann.
Abhängig von der Beschaffenheit der zu verpackenden Artikel kann es wünschenswert sein, den Umlaufweg so zu modifizieren, das es beispielsweise möglich ist, den Beutel in vertikaler Richtung zu quetschen, um seinen Inhalt absetzen zu lassen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht zudem eine Einstellung des Druckes, mit dem die Versiegelungsbacken gegeneinandergedrückt werden, um den horizontalen Versiegelungsprozeß durchzuführen. Versuche aus dem Stand der Technik, sich zu diesem Zweck die Anwendung einer Feder nutzbar zu machen, waren nicht zufriedenstellend, da dies dazu führt, daß sich Schwingungen insbesondere dann erhöhen, wenn die Versiegelungsbacken schnell geöffnet und geschlossen werden. Wird ein Motor für diese Aufgabe angewendet, wirkt sich dies ungünstig auf die Gesamtkosten des Systems auf. Werden Vorrichtungen verwendet, die eine Ölpumpe oder eine Luftpumpe einschließen, so entstehen andererseits Probleme bezüglich des Pumpens, wobei der Druck nicht ohne weiteres automatisch verändert werden kann.
Die Erfindung schafft eine derartige Einrichtung, mit welcher der Versiegelungsdruck zwischen den Versiegelungsbacken bequem gesteuert werden kann.
Die Erfindung schafft zudem eine Einrichtung, die es erlaubt, den Beutel so auszubilden, daß er gequetscht wird, bevor er derart horizontal versiegelt wird, daß sich die eingerieselten Artikel in dem Beutel absetzen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Teils einer Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen, die eine die vorliegenden Erfindung ausführende horizontale Versiegelungseinrichtung einschließt, wobei lediglich einige ihrer Bestandteile, die für die Beschreibung der Erfindung relevant sind, gezeigt werden;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für den Antrieb einer Versiegelungsbacke einer Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung aus Fig. 2, wobei der armartige Rahmen in horizontaler Lage ist;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht eines Abschnitts einer anderen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Antreiben eines Paars von Versiegelungsbacken einer Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Umlaufwege der Versiegelungsbacken, die durch die Antriebsvorrichtung aus Fig. 4 betätigt werden;
Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht eines Abschnitts einer weiteren Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Steuern der Bewegung der Versiegelungsbacken einer Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen;
Fig. 7 eine Seitenansicht der Umlaufwege der Versiegelungsbacken, die durch die Antriebsvorrichtung aus Fig. 6 betätigt werden;
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern der Bewegung der Versiegelungsbacken einer Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen;
Fig. 9 eine schematische Ansicht, welche die Anwendung eines Luftzylinders zeigt, um den Versiegelungsdruck zwischen den Versiegelungsbacken gemäß der Erfindung einzustellen;
Fig. 10 eine schematische Ansicht, die die erfindungsgemäße Anwendung von einer Spannvorrichtung und von Muttern zeigt, um den Versiegelungsdruck zwischen den Versiegelungsbacken einzustellen; und
Fig. 11A und 11B eine schematische Seitenansicht einer einfachen Vorrichtung, die zum Quetschen des Folienmaterials an die Seitenrahmen der Versiegelungsbacken angebracht ist.
Für die Bezugnahme ist in Fig. 1 eine Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen der vertikalen Kissen- Bauart schematisch gezeigt, welche die vorliegende Erfindung einschließen kann. Zur Erleichtung zeigt Fig. 1 lediglich die für die Form-, Füll- und Versiegelungsarbeitsschritte relevanten Teile einer solchen Maschine. In Fig. 1 ist eine Bahn aus flexiblen thermoplastischen Folienmaterial W gezeigt, wie sie von einer Folienzuführwalze 97 abwickelt und mit Hilfe einer Vielzahl von Führungswalzen 105 in Richtung auf eine abgerundete Formeinrichtung 98 bekannter Bauart geleitet wird. Nachdem das Folienmaterial W mittels der Formeinrichtung 98 rohrförmig ausgebildet ist, wird es mit Hilfe einer Folienziehvorrichtung 100 vertikal nach unten gezogen, die ein parallel laufendes Paar von nach unten ziehende Bändern 101 und ein Heizband 102 enthält, welches dazu dient, die einander überdeckenden Randabschnitte des Folienmaterials W vertikal zu versiegeln. Dadurch wird der vertikale Versiegelungsprozeß bewirkt. Das jetzt rohrförmige Folienmaterial W wird anschließend durch eine horizontale Versiegelungseinrichtung horizontal versiegelt, welche unterhalb der Folienziehvorrichtung 100 angeordnet ist und ein Paar von Versiegelungsbacken 40 und deren Antriebsmechanismus 30 enthält. Während das Folienmaterial W horizontal in eine beutelartige Form versiegelt wird, rieseln die zu verpackenden Artikel von einem über der Formeinrichtung 98 angeordneten Trichter 96 herunter.
Die Struktur und die Arbeitsweisen der Versiegelungsbacken 40 und deren Antriebsmechanismus 30 werden nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben. Da das Paar von Versiegelungsbacken 40 bezüglich des rohrförmigen Folienmaterials W, das mit deren Hilfe versiegelt wird, symmetrisch angeordnet ist, zeigt Fig. 2 lediglich einen von dem Paar.
Der Antriebsmechanismus 30 enthält eine Nocke 31, die starr an eine horizontale Antriebswelle 32 angebracht ist, so daß sie sich um die Welle und mit dieser dreht. Der Versiegelungsbacken 40 wird durch einen armartigen Seitenrahmen 45 drehbar gehalten, so daß seine horizontale Lage aufrechterhalten wird. Der Seitenrahmen 45 ist mit einer horizontalen Versiegelungsbackenachse 35 einstückig strukturiert verbunden, so daß sie sich um die Achse und mit dieser dreht. Die Antriebswelle 32 und die Achse 35 sind zueinander parallel und durch eine Schmidt-Kopplung 33 miteinander in einer Drehmomentverbindungsbeziehung. Die Schmidt-Kopplung 33 ist eine Vorrichtung mit Drehscheiben und dazwischen befindlichen Verbindungsgliedern zum Übertragen des Drehmoments in Querrichtung. Sie wird beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung Kokoku 44-19486, veröffentlicht am 2. August 1969 (auf der Grundlage der U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 406.696, eingereicht am 27. Oktober 1964) beschrieben. Sie wird daher als bekannt vorausgesetzt und hier nicht ausführlich beschrieben. In Fig. 2 ist die Schmidt-Kopplung 33 schematisch als Verbindungssatz von drei Scheiben 33a, 33b und 33c gezeigt, wobei die erste 33a der drei Scheiben starr an die Antriebswelle 32 und die dritte 33c dieser Scheiben starr an die Achse 35 montiert ist.
Ein Träger 37, der angepaßt ist, an und längs einer horizontalen Führungsfläche 36 zu gleiten, ist über eine Lagerung an die Versiegelungsbackenachse 35 angebracht. Eine Nockenfolgeeinrichtung 38, welche angepaßt ist, mit der Nocke 31 in Eingriff zu bleiben, wird gemäß Fig. 2 mit Hilfe des Trägers 37 axial getragen. Die Nocke 31 ist generell D- förmig, so daß die Drehung der Nocke 31 mit der Antriebwelle 32 eine horizontale Seitenbewegung des Trägers 37 und somit der Achse 35 veranlaßt, wodurch der horizontale Abstand zwischen der Versiegelungsbacke 40 und dem vertikal nach unten gerichteten Weg des Folienmaterials W gesteuert wird.
Wie vorstehend kurz erläutert, wird der Versiegelungsbacken 40 durch den armartigen Seitenrahmen 45 auf derartige Weise getragen, daß er in gleicher Richtung ausgerichtet bleibt, wobei seine Heizfläche (mit 41 gekennzeichnet) in vertikaler Ausrichtung gehalten wird, wenn sich der Rahmen 45 um die Achse 35 dreht. Der Mechanismus, durch den der Versiegelungsbacken 40 auf diese Weise getragen wird, enthält ein Sonnenzahnrad 44, welches koaxial mit der Versiegelungsbackenachse 35 ist, ein Zwischenzahnrad 43, welches mit dem Sonnenzahnrad 44 eingreift, und ein Planetenzahnrad 42, welches vom selben Durchmesser wie das Sonnenzahnrad 44 ist und mit dem Zwischenzahnrad 43 eingreift. Das Planetenzahnrad 42 wird durch den Seitenrahmen 45 axial gelagert und ist über ein Stützelement 46 starr mit dem Versiegelungsbacken 40 fixiert.
Wird in dem derart strukturierten Mechanismus die Nocke 31 durch die Bewegung der Antriebswelle 32 gedreht, veranlaßt die Nockenfolgeeinrichtung 38, welche dazu angepaßt ist, mit dem Außenumfang der Nocke 31 in Berührung zu bleiben, den Träger 37 und somit die Achse 35, sich entweder in Richtung auf oder von dem vertikalen Weg des Folienmaterials W weg zu bewegen. Gleichzeitig wird die Drehbewegung der Antriebswelle 32 über die Schmidt-Kopplung 33 auf die Versiegelungsbackenachse 35 übertragen, wodurch der Seitenrahmen 45 veranlaßt wird, sich um die Achse 35 zu drehen. Da das Sonnenzahnrad 44 und das Planetenzahnrad 42 den gleichen Durchmesser haben, dreht sich das Planetenzahnrad 42 nicht um seine eigene Achse, während es sich mit dem Seitenrahmen 45 um die Achse 35 dreht. Somit bleibt gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 2 die Heizfläche 41 des Versiegelungsbackens 40 während der Drehbewegung des Versiegelungsbackens 40 um die Achse 35 vertikal. Ein generell D-förmige Umlaufweg des Versiegelungsbackens 40 wird in Fig. 2 mit einer gestrichelten Linie veranschaulicht. Wie vorstehend erwähnt, ist der in den Fig. 2 und 3 veranschaulichte Versiegelungsbacken 40 lediglich einer von einem Paar, wobei der andere so angeordnet und betrieben ist, daß er sich symmetrisch dazu bewegt. Während das rohrförmige Folienmaterial W bei konstanter Geschwindigkeit nach unten gezogen wird, wird es somit mit Hilfe des Paars von Versiegelungsbacken 40 horizontal versiegelt, welche von gegenüberliegenden Seiten zusammengebracht werden und sich in derselben Geschwindigkeit wie das Folienmaterial derart nach unten bewegen, daß eine ausreichend lange Versiegelungsdauer sichergestellt ist. In Fig. 2 kennzeichnet der Buchstabe A den linearen Abschnitt des generell D-förmigen Umlaufwegs des Versiegelungsbackens 40, in dem das horizontale Versiegeln stattfindet.
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, durch welches ein Paar von Versiegelungsbacken (mit 56R und 56L in Fig. 5 schematisch gezeigt) veranlaßt werden kann, sich in generell D-förmigen Umlaufwegen zu bewegen. In Fig. 4 sind die Versiegelungsbackenachsen, die dem Paar von Versiegelungsbacken 56R und 56L auf die Art und Weise entsprechen, die in Verbindung mit Fig. 2 und 3 beschrieben ist, jeweils mit 55R und 55L gekennzeichnet. Mit 51a wird eine (erste) Keilachse gekennzeichnet, die mit einem Servomotor (nicht gezeigt) verbunden ist. Ein (erstes) Getriebegehäuse 52R enthält drei (erstes, zweites und drittes) Kegelzahnräder (jeweils mit 54a, 54b und 54c gekennzeichnet), so daß das zweite Kegelzahnrad 54b sowohl mit dem ersten als auch mit dem dritten Kegelzahnrad 54a und 54c eingreift. Eine (erste) Hülsenwelle 53a, die mit dem ersten Kegelzahnrad 54a einstückig strukturiert ausgebildet ist, greift mit der Keilachse 51a ein, so daß sie sowohl das Zahnradgehäuse 52R veranlassen kann, entlang derselben in Längsrichtung zu gleiten als auch selbst damit gedreht zu werden. Das zweite Kegelzahnrad 54b ist mit einer der Versiegelungsbackenachsen 55R verbunden und das dritte Kegelzahnrad 54c ist mit einer weiteren (zweiten) Hülsenachse 53c einstückig strukturiert ausgebildet, welche mit einer weiteren (zweiten) Keilachse 51b derart eingreift, daß das Getriebegehäuse 52R auch entlang der zweiten Keilachse 51b in Längsrichtung gleiten und die Drehung des dritten Kegelzahnrads 54c darauf übertragen werden kann. Das andere Ende der zweiten Keilachse 51b, welches von dem ersten Zahnradgehäuse 52R entfernt ist, ist mit einem ersten Kegelzahnrad 56a verbundene welches sich in einem anderen (zweiten) Zahnradgehäuse 52L befindet, das zudem ein zweites Kegelzahnrad 56b enthält, das mit der zweiten Versiegelungsbackenachse 55L einstückig strukturiert ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad 56a eingreift.
Die Nocken 57R und 57L sind jeweils an die erste und zweite Versiegelungsbackenachse 55R und 55L montiert und mit jeweils zwei an einem Rahmen befestigte Nockenfolgeeinrichtungen in Berührung. Diese Nocken 57R und 57L sind derart ausgebildet, daß sich die Versiegelungsbackenachsen 55R und 55L aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, während sie gedreht werden. Dadurch werden die Versiegelungsbacken 56R und 56L gemäß Fig. 5 in generell D-förmigen Umlaufwegen auf dieselbe Weise, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 und 3 beschrieben, bewegt.
Es sollte in diesem Zusammenhang angemerkt werden, daß die Versiegelungsbacken 56R und 56L so angefertigt werden können, daß sie den modifizierten Umlaufwegen dadurch folgen, daß die Nocken 57R und 57L einfach durch andere mit unterschiedlicher Form ersetzt werden. Werden die Beutel mit Artikeln mit niedriger Dichte wie etwa Kartoffelchips gefüllt, ist es vorzuziehen, das Folienmaterial W vor dem horizontalen Versiegelungsprozeß derart zu quetschen, daß die eingegebenen Artikel dort nicht vorhanden sind, wo versiegelt wird. Dies kann dadurch ausgeführt werden, daß der Nockensatz (in Fig. 2 mit 31 und in Fig. 4 mit 57 gekennzeichnet) durch einen anderen mit geeigneter Form ausgewechselt wird.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum gleichzeitigen Durchführen vom horizontalen Versiegeln und vom "Quetschen" nach vorstehender Art und Weise. In Fig. 6 sind die Bauteile, die im wesentlichen jenen aus Fig. 4 gleichen und vorstehend bereits erklärt wurden, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet und werden deshalb nicht noch einmal erklärt. Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß es ein Ritzel 64 und zwei Zahnstangen 67R und 67L aufweist, welche beide mit dem Ritzel 64 eingreifen und durch welche die beiden Versiegelungsbackenachsen 55R und 55L miteinander verbunden sind. Überdies greift eine der Zahnstangen (67R in Fig. 6) mit einem anderen Ritzel 68 ein, das mit einem Achsverstell-Servomotor 69 derart verbunden ist, daß die Versiegelungsbackenachsen 55R und 55L aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können, und zwar entsprechend der Betätigung des Servomotors 69, der unabhängig von dem mit der ersten Keilachse 51a verbundenen Backendreh-Servomotor (nicht gezeigt) vorgesehen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Achsverstell-Servomotor 69 so programmiert, daß er synchron mit dem Backendreh-Motor vorwärts und rückwärts dreht, so daß die Umlaufwege der Versiegelungsbacken 56R und 56L wie in Fig. 7 aussehen, wobei sie an der stromaufwärtigen Seite des linearen Umlaufwegabschnitts A einen "Quetschbereich" B, in dem die Versiegelungsbacken 56R und 56B über einen vorbestimmten geringen Zwischenraum δ getrennt sind, und an der stromabwärtigen Seite des linearen Bewegungsabschnitts A einen Versiegelungsbereich C haben, in dem die beiden Versiegelungsbacken 56R und 56L einander näher zusammengebracht werden.
Gemäß einem bevorzugteren Ausführungsbeispiel wird die Drehzahl des Backendreh-Servomotors derart gesteuert, daß die Lineargeschwindigkeit VB der Versiegelungsbacken 56R und 56B im "Quetschbereich" B größer als die nach unten gerichtete Übertragungsgeschwindigkeit VS des Folienmaterials W ist und daß die Lineargeschwindigkeit VC der Versiegelungsbacken 56R und 56L im Bereich C für die horizontale Versiegelung der Geschwindigkeit VS gleicht.
In Fig. 8, in der wieder die gleichen Bezugszeichen für die vergleichbaren vorstehend beschriebenen, in Fig.4 und/oder in Fig. 6 gezeigten Bauteile verwendet werden, zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches sich von dem in Fig. 6 gezeigten dadurch unterscheidet, daß Schmidt- Kopplungen 73R und 74L verwendet werden, um ein Drehmoment von den Zahnradgehäusen 52R und 52L auf die Versiegelungsbackenachsen 55R und 55L zu übertragen. Ein Achsverstell-Servomotor 79 ist, anstelle der in Fig. 6 gezeigten Ritzel 64 und 68 und Zahnstangen 67R und 67L, mit einem Paar von Armen 77R und 77L derart verbunden, daß der Zwischenraum zwischen den beiden Armen 77R und 77L gesteuert erhöht oder verringert werden kann und diese Abstandsänderung zwischen den Armen 77R und 77L über zueinander koaxiale Stangen 78R und 78L unmittelbar auf die Versiegelungsbackenachsen 55R und 55L übertragen wird. In diesem Beispiel können zudem die Versiegelungsbacken dadurch veranlaßt werden, auf generell D-förmigen Umlaufwegen, die einen Quetschbereich und einen Bereich für die horizontale Versiegelung aufweisen, zu wandern, daß der Achsverstell- Servomotor 79 und ein Backendreh-Servomotor (in Fig. 8 nicht gezeigt, aber mit der Keilachse 51a verbunden) auf geeignet abgestimmte Art und Weise betätigt werden.
Zusammenfassend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antreiben der Versiegelungsbacken gekennzeichnet durch ein Paar von Versiegelungsbackenachsen, die sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehen, und durch einen Mechanismus zum steuerbaren Vergrößern und Verringern des Zwischenraums zwischen diesen Achsen. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Motoreinrichtung dazu dient, sowohl die Versiegelungsbackenachse zu drehen als auch die Position der Versiegelungsbacken seitlich zu verstellen. Die Vorrichtungen der Fig. 6 und 8 sind dadurch gekennzeichnet, daß die zwei unabhängigen Motoreinrichtungen für diese beiden Bewegungsarten derart verwendet werden, daß kompliziertere Umlaufwege und ein komplizierteres Quetschen möglich ist.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele sollen lediglich die Erfindung veranschaulichen und ihrem Schutzbereich keine Beschränkungen auferlegen. Viele Änderungen und Modifikationen sind in den vorstehend veranschaulichten Beispielen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich. Beispielsweise kann eine Vorrichtung zum Steuern des Versiegelungsdruckes (, d.h. der Druck, mit dem das Paar von einander gegenüberliegenden Versiegelungsbacken 40 das Folienmaterial ausgehend von beiden Seiten drückt, um horizontal zu versiegeln,) einbezogen werden. Ein Verfahren zum Durchführung dieser Zielsetzung könnte so gestaltet werden, daß ein Ende eines drehbar gehaltenen Hebels 81, wie schematisch in Fig. 9 gezeigt, an die Antriebswelle 32 der Nocke 31 in der Vorrichtung angebracht wird, die vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben worden ist. Das andere Ende des Hebels 81 wird mit einem Luftzylinder 80 derart verbunden, daß die Antriebswelle 32 der Nocke 31 horizontal in Richtung auf die andere Nocke des Paars, die sich an der gegenüberliegenen Seite des Folienmaterials W befindet, bewegt werden kann.
Ein genereller Mechanismus, der die Versiegelungsbacken 40 veranlaßt, gemäß Fig. 7 die D-förmigen Umlaufwege mit einem "Quetschbereich" (mit der linearen Strecke LB) und einem Bereich für die horizontale Versiegelung (mit der linearen Strecke LC) zu beschreiten, ist bereits vorstehend beschrieben worden. Bewegen sich die Versiegelungsbacken 40 innerhalb des Quetschbereichs (bei einer Geschwindigkeit VB, die, wie vorstehend erläutert, größer als die Foliengeschwindigkeit VS ist), so wird der Luftzylinder 80 noch nicht betätigt und ein geringer Abstand zwischen den Versiegelungsbacken 40 zum Quetschen aufrechterhalten, um die Artikel im Beutel absetzen zu lassen. Am Ende des Quetschbereichs wird die Abwärtsgeschwindigkeit der Versiegelungsbacken 40 auf VC, die VS entspricht, verringert und der Luftzylinder 80 wird betätigt, so daß die Position der Antriebswelle 32 der Nocke 31 verschoben wird und dabei die Versiegelungsbacken 40 veranlaßt werden, sich aneinanderzudrücken. Die Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken kann dadurch eingestellt werden, daß der Luftdruck gesteuert wird. Die Quetschdauer tB, die Quetschstrecke L auf dem Folienmaterial und die Versiegelungsdauer tC kann gemäß den folgenden Formeln gesteuert werden:
tB = LB/VB;
L = LB{1 - VS/VB}; und
tc = LC/VS.
Im Falle, daß ein Achsverstell-Servomotor oder dergleichen zum Einstellen des Zwischenraums verwendet wird, welcher die beiden Versiegelungsbackenachsen, beispielsweise gemäß Fig. 6, voneinander trennt, kann der Versiegelungsdruck dadurch gesteuert werden, daß das Drehmoment des Motors eingestellt wird.
Ein anderes Verfahren zum Steuern des Versiegelungsdruckes zwischen den Versiegelungsbacken in einem horizontalen Versiegelungsprozeß wird in Fig. 10 gezeigt, in der eine Spannvorrichtung 85 mit darauf vorgesehenen rechtsgängigen und linksgängigen Schraubenabschnitten den Zweck der Zahnstangen 67R und 67L aus Fig. 6 erfüllt. Die Muttern 86R und 86L greifen jeweils mit die rechtsgängigen und linksgängigen Schraubenabschnitten der Spannvorrichtung 85 derart ein, daß der dazwischenliegende Zwischenraum größer oder kleiner wird, und zwar abhängig von der Richtung, in der die Spannvorrichtung 85 mit Hilfe eines Motors 88 gedreht wird. In Fig. 10 kennzeichnen 87R und 87L jeweils einen Querrahmen (in Fig. 3 nicht gezeigt), der die Seitenrahmen 45 an beiden Seiten der Versiegelungsbacke verbindet, wobei die beiden parallelen gestrichelten Linien die Posititionen der Versiegelungsbackenachsen kennzeichnen.
Während der Backendreh-Motor (nicht gezeigt) gedreht wird und sich die Versiegelungsbacken an den kreisförmigen Abschnitten ihrer generell D-förmigen Umlaufwege befinden, dient der Motor 88 hauptsächlich als ein Achsverstell-Motor. Befinden sich die Versiegelungsbacken an den linearen Abschnitten ihrer Umlaufwege, wird die Betätigung des Achsverstell-Motors 88 über sein Drehmoment gesteuert. An den oberen Hälften der linearen Abschnitte der generell D-förmigen Umlaufwege dreht sich der Motor 88 so, daß er die Muttern 86R und 86L derart drückt, daß sich diese voneinander weg bewegen. Da der Motor 88 nun in einem drehmomentgesteuerten Modus betätigt wird, hat er jedoch einen Bremseffekt auf die Muttern 86R und 86L, wodurch eine Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken erzeugt wird. Befinden sich die Versiegelungsbacken an den unteren Hälften des linearen Abschnitts der Umlaufwege, wird die Drehrichtung des Motors 88 umgekehrt. Als Ergebnis bewegen sich die Muttern 86R und 86L aufeinander zu, wodurch eine Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken erzeugt wird. Zusammenfassend kann der Versiegelungsdruck ohne zusätzliche Ausrüstung auf jeden Wert eingestellt werden. Die rechtsgängigen und linksgängigen Schraubenabschnitte der Spannvorrichtung 85 sind vorzugsweise so entworfen, daß die Querrahmen 87R und 87L nach Wunsch problemlos manuell auseinander geschoben werden können, um beispielsweise die Position des Folienmaterials einzustellen, während der Motor 88 ausgeschaltet ist.
Eine Kraftmeßdose 90 kann an einen der Querrahmen (87L in Fig. 10) angebracht werden. Der zwischen den Versiegelungsbacken 56R und 56L entwickelte Versiegelungsdruck wird über die Seitenrahmen 45 auf den Querrahmen 87L übertragen und neigt dazu, denselbigen zu biegen. Die somit erzeugte Verformung ist durch die Kraftmeßdose 90 erfaßbar, wobei der momentane Versiegelungsdruck aus der Größe der erfaßten Verformung berechnet werden kann.
Eine viel einfachere Vorrichtung, mit der das Quetschen bewirkt werden kann, wird nachstehen unter Bezugnahme auf Fig. 11A und 11B beschrieben, in denen die Bauteile, die mit den bereits vorstehend beschriebenen vergleichbar sind, wieder die gleichen Bezugszeichen haben. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie langgestreckte Quetschstangen 92 (in Fig. 11A und 11B nur abschnittsweise gezeigt) hat, wobei jede durch Elemente 95 getragen wird, die von einem der Seitenrahmen 45 radial von der Versiegelungsbackenachse 35 hervorspringen. Treten die Versiegelungsbacken 40 in den linearen Abschnitt ihrer generell D-förmigen Umlaufwege ein, so sind gemäß Fig. 11A die distalen Enden dieser vorspringenden Elemente 95 von den Seitenrahmen 45 entfernten und somit die Quetschstangen 92 oberhalb der Versiegelungsbacken 40, da, wie vorstehend erklärt, die Versiegelungsbacken 40 so angepaßt sind, daß sie ihre horizontale Lage stets behalten (, und zwar mit Hilfe der Sonnenzahnräder 44, der Zwischenzahnräder 43 und der Planetenzahnräder 42, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erklärt). Sind die Versiegelungsbacken auf ungefähr gleicher Höhe wie die Versiegelungsbackenachsen 35, so sind sowohl die vorspringenden Elemente 95 als auch die Quetschstangen 92 gemäß Fig. 11B unterhalb der Versiegelungsbacken 40, da diese an die jeweiligen Versiegelungsbacken fixiert sind. Durch Vergleich der Fig. 11A und 11B wird deutlich, daß zwischen diesen beiden Zeitpunkten die Quetschstangen 92 eine längere vertikale Strecke durchwandern als die Versiegelungsbacken 40. Werden in anderen Worten die Versiegelungsbacken 40 veranlaßt, sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Folienmaterial W zu bewegen, so bewegen sich die Quetschstangen 92 schneller als das Folienmaterial, wobei dies den erwünschten Quetscheffekt auf das Folienmaterial mit sich bringt.

Claims

1. Vorrichtung zum Versiegeln für eine Maschine zum Formen, Füllen und Schließen von Packungen, mit:

zwei langgestreckten Heizanordnungen (40), die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines Folienweges befinden, entlang dem ein beutelbildendes Folienmaterial gefördert wird; und

einer Dreheinrichtung (30) zum Drehen der zwei Heizanordnungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen, wobei sich jede um eine von zwei zueinander parallelen Achsen dreht, während beide Heizanordnungen parallel gerichtet zu den Achsen gehalten werden, und zwar so, daß sich die Heizanordnungen über einen Folienwegabschnitt (A) endlicher Länge aneinanderdrücken, während sie um die Achsen rotieren; gekennzeichnet durch

eine Achsverstelleinrichtung zum Steuern des Abstandes zwischen den zueinander parallelen Achsen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Heizanordnungen (40) eine Heizfläche (41) und die besagte Dreheinrichtung eine Heizungslagereinrichtung zum drehbaren Lagern der Heizanordnungen jeweils um die besagten Achsen einschließt, wobei die Lagereinrichtung einen Ausrichtmechanismus einschließt, der bewirkt, daß die Heizungsfläche beim Drehen der Heizanordnungen um die Achsen in einer gleichen Richtung ausgerichtet verbleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Ausrichtmechanismus Sonnenzahnräder (44), von denen jedes an einer der Achsen (35) festgehalten ist, so daß es mit dieser dreht, Zwischenzahnräder (43), von denen jedes in eines der Sonnenzahnräder eingreift, und Planetenzahnräder (42) einschließt, von denen jedes in eines der Zwischenzahnräder eingreift und denselben Durchmesser wie die besagten Sonnenzahnräder hat, wobei jede der Heizanordnungen (40) mit einem der Planetenzahnräder fest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dreheinrichtung und die Achsverstelleinrichtung in Bewegungsübertragungsverbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Dreheinrichtung einen Nocken und die Achsverstelleinrichtung eine Nockenfolgeeinrichtung hat, die mit dem Nocken in Berührung bleibt.

6. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dreheinrichtung und die Achsverstelleinrichtung unabhängig voneinander steuerbar sind.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dreheinrichtung und die Achsverstelleinrichtung so steuerbar sind, daß die Heizanordnungen eine Quetschwirkung auf ein, auf dem Folienweg befindliches, rohrförmiges, beutelbildendes Material haben, bevor es versiegelt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Achsverstelleinrichtung ein Ritzel (64) und zwei Zahnstangen (67R, 67L) hat, in die das Ritzel eingreift, wobei jede der Zahnstangen mit einer der Achsen verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Achsverstelleinrichtung eine Spannvorrichtung und Rahmen einschließt, wobei jeder Rahmen eine der besagten Achsen trägt und die Rahmen mit der Spannvorrichtung derart in Arbeitsberührung sind, daß sich beim Drehen der Spannvorrichtung der Abstand zwischen den besagten Rahmen ändert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Spannvorrichtung rechtsgängige und linksgängige Spindelteile hat, an denen die Rahmen mit der Spannvorrichtung in Eingriff stehen, wobei die Spindelteile so gestaltet sind, daß die Rahmen manuell voneinander wegbewegt werden können, während sie mit der Spannvorrichtung in Eingriff verbleiben.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Drucksteuereinrichtung zum Steuern des Druckes, mit dem die beiden Heizanordnungen gegeneinander gedrückt werden, während diese auf dem Folienwegabschnitt wandern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Drucksteuereinrichtung eine Spannvorrichtung und Rahmen aufweist, wobei jeder der Rahmen eine der Achsen trägt und die Rahmen mit der Spannvorrichtung derart in Arbeitsberührung sind, daß sich beim Drehen der Spannvorrichtung der Abstand zwischen den Rahmen ändert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Spannvorrichtung rechtsgängige und linksgängige Spindelteile hat, an denen die Rahmen mit der Spannvorrichtung in Eingriff sind, wobei die Spindelteile so gestaltet sind, daß die Rahmen manuell voneinander wegbewegt werden können, während sie mit der Spannvorrichtung in Eingriff verbleiben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit einem auf der Heizungslagereinrichtung befindlichen Drucksensor zum Messen des zwischen den Heizanordnungen ausgeübten Druckes.

15. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit zwei länggestreckten Folienquetschgliedern, die derart an der Lagereinrichtung festgehalten werden und sich parallel zu den Achsen befinden, daß sich die Folienquetschglieder einander annähern können, um ein auf dem besagten Weg befindliches rohrförmiges Folienmaterial zu quetschen, während die Heizanordnungen durch die Dreheinrichtung gedreht werden.