DE69311695T2

DE69311695T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen und Verbinden von Verpackungsfilm

Info

Publication number: DE69311695T2
Application number: DE69311695T
Authority: DE
Inventors: Howell Tyson Mcelvy
Original assignee: Kliklok LLC
Current assignee: Kliklok LLC
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: DE69311695D1; EP0614809A3; ES2104445T3; US5388387A; DE69312313T2; DE69312313D1; EP0614809B1; EP0668213B1; ES2102612T3; EP0668213A2; EP0614809A2; EP0668213A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Zuführung eines Filmes in eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine und insbesondere die stetige bzw. kontinuierliche Zuführung eines Filmes, bei der Unterbrechungen entfallen, die mit dem Anbringen einer neuen Filmrolle zusammenhängen.
Vorrichtungen und Verfahren zum Abrollen und Zuführen eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine sind im Stand der Technik bekannt. Eine Reihe anderer Maschinen, die Bahnmaterial ähnlich einem Film verarbeiten, wie zum Beispiel Druckerpressen, verwenden ähnliche Zuführvorrichtungen und -verfahren. Diese Zuführvorrichtungen enthalten für gewöhnlich Einrichtungen zum Tragen und Abrollen einer Bahnvorratsrolle und Einrichtungen zur Zuführung der Bahn in die Verarbeitungsmaschine.
In Falle einer Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine wird der Film schließlich zu einer offenen Verpackung geformt, die mit einem Produkt gefüllt und abgedichtet wird, um das Produkt einzuschließen, bis sie zur Verwendung geöffnet wird. Eine Vielzahl von Produkten, insbesondere Nahrungsmittel, wird auf diese Weise verpackt. Zur näheren Erklärung ist die grundlegende Kombination einer Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine in dem U.S. Patent 4.727.707 offenbart, das auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Zuführung eines Verpakkungsfilmes von einer Vorratsrolle über eine Formmaschine, wo der Film zu einem offenen Schlauch geformt wird, offenbart. Ein Füllmittel gibt eine bemessene Produktmenge an den Boden des Schlauchs ab, wo eine Verpackung oder ein Beutel geformt wird. Die Verpackung wird dann an der Oberseite abgedichtet, um eine gefüllte, hermetisch abgedichtete Verpackung mit dem Produkt an der Innenseite zu erhalten (siehe Fig. 2-4). Das '707 Patent betrifft eigentlich ein besonderes verbessertes Steuerprogramm zur Filmerfassung, wobei Erfassungsmarkierungen verwendet werden, die von einer photoelektrischen Zelle erfaßt werden und die verschiedenen Form-, Füll- und Abdichtungsvorgänge auslösen.
Es ist wünschenswert, die Stillstandszeiten der Verpackungsmaschine auf ein Minimum zu verringern, so daß eine maximale Anzahl von Verpackungen und Beuteln in jeder Zeiteinheit hergestellt werden kann. Dies bedeutet notwendigerweise, daß nicht nur ein verläßlicher Hochgeschwindigkeits-Form-, Füll und Abdichtungs-Verpakkungsvorgang erforderlich ist, sondern auch eine verläßliche Hochgeschwindigkeits- Filmzuführ/Erfassungsanordnung eine Voraussetzung ist, wie in dem '707 Patent dargestellt ist.
In Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wird ein Film für gewöhnlich zur Zuführung entlang des Zuführweges in einen Form-, Füll- und Abdichtungsteil der Maschine geleitet, indem eine Filmrolle auf einer Spindel oder einem Bahnrollenträger aufgebracht oder aufgesetzt wird und die Rolle zum Abspulen des Filmes kontrollierbar gedreht wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser Verpackungsfilm-Abrollvorrichtungen nach dem Stand der Technik ist die unproduktive Betriebszeit, die während des Wechsels zustande kommt, wenn eine Filmrolle verbraucht ist und eine neue Rolle aufgebracht und in Betrieb gesetzt werden muß. Bei diesem Wechsel muß für gewöhnlich ein Bediener die Verpackungsmaschine anhalten, um eine neue Filmrolle auf die Spindel oder den Träger aufzubringen, den Film entlang des Zuführweges einführen und dann den Maschinenbetrieb wieder starten und regulieren. Für gewöhnlich liegt die unproduktive Maschinenbetriebszeit bzw. Verlustzeit zwischen 10 und 30 Minuten.
Die mögliche Verlustzeit kann noch höher sein, da in vielen Fällen ein einziger Bediener mehrere Maschinen gleichzeitig in Betrieb halten muß. Wenn daher bei zwei oder mehr Maschinen eine neue Rolle zu etwa derselben Zeit aufgebracht werden muß oder ein Notfall die Aufmerksamkeit des Bedieners genau dann auf sich zieht, wenn eine neue Filmrolle erforderlich ist, werden die Unterbrechung und Stillstandszeit nachteilig verlängert.
In einigen Zuführvorrichtungen und -verfahren nach dem Stand der Technik wurde versucht, dieses Problem zu korrigieren oder zu mindern, indem eine doppelte Rollentrag- und -abrollausrüstung eingebaut wurde, so daß beim Verbrauch oder Auslaufen einer aktiven Rolle das Einführen des Filmes von einer Standby-Rolle sofort beginnen kann. Dadurch werden die Unterbrechungen bei einem Rollenwechsel verkürzt, da der Bediener die Standby-Rolle bereits im voraus in der Maschine laden kann. Daher wird die gesamte Stillstandszeit der Verpackungsmaschine verringert.
Bei einigen Bahnzuführungsmethoden für andere Arten von Maschinen wurde vorgeschlagen, noch einen Schritt weiter zu gehen und für ein automatisches Spleißen des hinteren Endes der Bahn der aktiven Rolle an das vordere Ende der Bahn der Standby-Rolle zu sorgen, so daß die Bahn tatsächlich kontinuierlich zugeführt wird, ohne Unterbrechung durch einen Rollenwechsel.
Bei diesen Bahnzuführvorrichtungen und -verfahren ist es besonders wünschenswert, dafür zu sorgen, das Spleißen dann auszuführen, wenn ein Steuermittel das hintere Ende der Bahn der aktiven Rolle an einer Spleißposition entlang dem Zuführweg erfaßt. Zusätzlich muß beim Aus- bzw. Ablaufen der aktiven Rollen der Bahn und deren Lösen von der Spindel dafür gesorgt werden, daß die Spannung der Bahn erhalten bleibt. Dies ist notwendig, um einen Geradelauf der Bahn durch die Maschine zu erhalten und zu garantieren, daß das hintere Ende für das Spleißen beim Erreichen der Spleißposition richtig ausgerichtet ist.
Dieser Spleißvorgang verringert, wenn er erfolgreich ist, das Problem wesentlich, daß ein einziger Bediener mehrere Maschinen gleichzeitig in Betrieb halten soll. Als Ergebnis können Unterbrechungen durch das Laden und Wechseln der Rolle auf ein Minimum verringert werden oder sogar entfallen. Dem Bediener steht ein viel größeres Zeitfenster zur Verfügung, in dem er neue Rollen auf die Maschinen laden kann, ohne eine Unterbrechung oder Stillstandszeit zu riskieren. Theoretisch setzt ein Bediener einfach irgendwann, während die aktive Rolle abrollt und bevor sie ausgelaufen ist, eine neue Rolle auf die Standby-Spindel, und die Maschine kann unbestimmt ohne Unterbrechung weiterlaufen.
Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zur Zuführung von Bahnen, die auf Rollen geliefert werden, in Verarbeitungsmaschinen mit solchen Spleißvorrichtungen haben wesentliche Mängel und Nachteile. Zum Beispiel verwenden die uns bekannten Vorrichtungen bewegliche mechanische Teile zur mechanischen Bewegung des vorderen Endes und des hinteren Endes der Bahnen in den Eingriff zum Spleißen. Klebemittel, die für gewöhnlich zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende angeordnet sind, dienen dazu, diese zusammenzuhalten, sobald die Bahnen zusammengepreßt werden. Diese beweglichen mechanischen Teile sind für gewöhnlich gegenüberliegende Kolben oder Platten, die das vordere Ende/hintere Ende fest zusammenschlagen, sobald in Echtzeit erfaßt wird, daß sich das vordere Ende und hintere Ende zwischen ihnen befindet.
Die beweglichen Teile, die für ein derartiges mechanisches Zusammenschlagen des vorderen Endes/hinteren Endes der Bahnen verwendet werden, sind einer übermäßen Abnutzung ausgesetzt. Eine intensive Wartung und ständige Einstellung infolge der auftretenden Abnutzung sind übliche Beanstandungen von den Bedienern. Ferner neigt diese mit starker Kraft ausgeführte Methode dazu, ein Zerreißen der Bahn herbeizuführen, wenn ein geringfügiger Fehler in der Synchronisation des Betriebs auftritt.
Es ist auch bekannt, daß das Zusammenschlagen des vorderen Endes/hinteren Endes der Bahn mit einem dazwischen angeordneten Klebstoff besonders problematisch ist, wenn der Klebstoff in flüssiger oder Pastenform aufgetragen wird. Insbesondere wenn der Klebstoff in zu großen Mengen aufgetragen wird, kann er aufgrund der starken Kraft des Zusammenschlagens herausgepreßt werden, was dazu führen kann, daß er sich um die beweglichen mechanischen Teile festsetzt und möglicherweise deren Betrieb behindert oder sperrt.
Ein weiterer Nachteil der Bahnzuführungsvorrichtungen und -verfahren nach dem Stand der Technik ist der fehlende einfache Zugang für den Bediener beim Einbringen des vorderen Endes der Bahn der Standby-Rolle in die spleißbereite Position. Vor dem Auslaufen der aktiven Rolle setzt der Bediener das vordere Ende in der spleißbereiten Position in ein Halteruügsmittel ein, wo es gehalten wird, bis das hintere Ende der Bahn der aktiven Rolle eintrifft. Für gewöhnlich liegt die Bahn der aktiven Rolle besonders nahe bei dem Halterungsmittel, und ein manueller Eingriff kann die Zuführung der Bahn der aktiven Rolle nachteilig beeinflussen und beeinträchtigen. Dies führt zu einem Stillstand der Verarbeitungsmaschine.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Zuführvorrichtungen und -verfahren nach dem Stand der Technik, die Spleißvorrichtungen enthalten, ist die anschließende Verarbeitung und Behandlung des Spleißabschnittes zwischen dem vorderen Endel hinteren Ende. Das heißt, der Spleißabschnitt muß entlang des Zuführweges in der gesamten Verarbeitungsmaschine zur Aufrechterhaltung der kontinuierlichen Bahn bis zum abschließenden Abtrennungspunkt im Verfahren bzw. Prozeß erhalten bleiben. Es ist wünschenswert, den Spleißabschnitt durch die ganze Maschine zu vetfolgen, so daß dessen Weiterverarbeitung verhindert wird und er beim Abtrennungspunkt erkannt und entfernt wird. Frühere Vorrichtungen und Verfahren haben sich nicht mit dem Problem der Verfolgung des Spleißabschnittes durch die Maschine und der Vermeidung seiner Verarbeitung und/oder seiner Entfernung nach dem Abtrennen beschäftigt.
Das U.S. Patent 4.455.190 von Bianchetto et al. offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zusammenspleißen von zwei Bahnen, so daß die Bahn im wesentlichen kontinuierlich in eine Verarbeitungsmaschine geführt wird. In diesem Fall ist die Verarbeitungsmaschine eine Druckerpresse (siehe Spalte 1, Zeile 14-15). Die Bahnen werden von zwei Rollen zugeführt und an einer Spleißstation zusammengespleißt (siehe Fig. 1). Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik verwendet ein Vakuummittel, welches das vordere Ende der Bahn der Standby-Rolle an der Spleißstation hält. Die Bahn der aktiven Rolle löst beim Auslaufen die Betätigung eines pneumatischen Zylinders und dementsprechend die Abwärtsbewegung der Platte aus, wodurch die beiden Filme zusammengeschlagen werden. Die Zielsetzung ist, daß beide Bahnen an dem dazwischenliegenden Klebestreifen haften, wodurch ein Spleiß hergestellt wird (siehe Fig. 4D-4G).
Dieses '190 Patent enthält auch einen Vorschlag, das Halterungsmittel zurückzuziehen, um das Einsetzen des vorderen Endes der Bahn der neuen Rolle zu erleichtern, so daß dieses mit Abstand zu der Spleißstation angeordnet ist (siehe Fig. 4A-4C). Es sind jedoch keine Einzelheiten der Befestigung angeführt, und ein Bediener muß mehrere andere Komponenten aus dem Weg schaffen, um die Bewegung zu ermöglichen.
Das U.S. Patent 4.880.178 von Goulette offenbart auch eine Anordnung zum Spleißen des vorderen Endes der Bahn einer Standby-Rolle an das hintere Ende der Bahn einer aktiven Rolle, so daß eine kontinuierliche oder halbkontinuierliche Zuführung erreicht wird. Ein Spleißstab bewegt sich abwärts (Fig. 10 und 11) und bewirkt, daß die Bahnen mit einem dazwischenliegenden Klebeband zur Bildung eines Spleißes zusammengeschlagen werden, während das hintere Ende und das vordere Ende durch Saugwirkung gehalten werden.
Ebenso offenbart das U.S. Patent 4.722.489 von Wommer eine Vorrichtung zum Spleißen des vorderen Bahnendes einer Standby-Rolle an das hintere Bahnende einer aktiven Rolle (siehe Fig. 1). Auch hier müssen bewegliche Platten 3 das vordere Ende/hintere Ende zur Bildung eines Spleißes zusammenschlagen (siehe Fig. 4).
Daher enthalten alle diese Vorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik zum Zusammenspleißen von zwei Bahnen mechanische bewegliche Teile, die einer starken Abnutzung und einer hohen Belastungsneigung ausgesetzt sind und möglicherweise die Bahn einfach im normalen Betrieb zerreißen. Daher müssen die Teile regelmäßig und in kurzen Abständen gewartet und ständig eingestellt werden, und die Maschine muß gelegentlich abgeschaltet werden, um eine gerissene Bahn von Rand zu spleißen und die Bahn wieder einzuführen. Zusätzlich wird in keiner Entgegenhaltung eine Vorrichtung oder ein Verfahren zum Verfolgen des Spleißabschnittes durch die Maschine gelehrt, so daß eine Weiterverarbeitung des Spleißabschnittes verhindert und dieser dadurch wirksam entfernt werden kann. Wenn die Verarbeitung des Spleißabschnittes verhindert wird, bezeichnet man dies als das Betreiben der Maschine in einem "Leerlaufmodus" bzw. einem sogenannten "dry cycle mode".
Daher bleibt trotz dieser Versuche nach dem Stand der Technik die kontinuierliche Zuführung einer Bahn und insbesondere eines verhältnismäßig dünnen flexiblen Verpackungsfilmes zur Verwendung in einer Form-, Füll und Abdichtungs-Verpakkungsmaschine durch das Zusammenspleißen des Filmes der Rollen ein schwieriges und allgemein problematisches Verfahren. Insbesondere werden (1) die Gegenwart beweglicher mechanischer Teile zum Zusammenschlagen der Bahnen; (2) das Fehlen eines einfachen Mittels zum Zurückziehen des Ralterungsmittels für das hintere Ende, um das Laden einer neuen Standby-Rolle zu erleichtern; und (3) das Fehlen eines effizienten Verfolgens des Spleißabschnittes durch die Maschine und das Verhindern seiner Weiterverarbeitung genannt.
Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorhe enden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren für je im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführung einer Bahn und insbeson ere eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll und Abdichtungs-Verpackungsmaschine zu schaffen, wobei die zuvor beschriebenen Einschränkungen und Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Spleißen einer Bahn und insbesondere des sich bewegenden Filmes von zwei Rollen Verpackungsfilm, wobei keine mechanischen Teile zum Zusammenschlagen der beiden Filme und Bilden eines Spleißes zwischen diesen verwendet werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Spleißvorrichtung und eines Spleißverfahrens, wobei ein Bediener eine Standby-Filmrolle jederzeit während der Zuführung einer unbestimmten Bahn- oder Filmlänge von einer aktiven Rolle einsetzen kann und das Spleißen automatisch von einer Steuerschaltung zum richtigen Zeitpunkt ausgeführt wird, so daß im wesentlichen keine Bahn- oder Filmunterbrechung zwischen der aktiven Rolle und der Standby-Rolle auftritt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Spleißvorrichtung und eines Spleißverfahrens, wobei es möglich ist, den Spleißabschnitt durch die Maschine zu verfolgen und dessen Verarbeitung, insbesondere durch eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine, zu verhindern und ihn schließlich zu entfernen.
Eine weitere und verwandte Aufgabe ist die Schaffung einer Vorrichtung/eines Verfahrens zum Spleißen von zwei Rollen einer Bahn oder eines Filmes, so daß der Spleißabschnitt und jedes hintere Ende so kurz wie möglich ist, um den Abfall auf ein Minimum zu verringern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Einsetzen eines vorderen Endes einer Standby- Rolle an der Spleißstation zu schaffen, wobei das Ralterungsmittel für dieses vordere Ende zurückziehbar ist, um einen leichten Zugang für den Bediener bereitzustellen, der deutlich von der Spleißstation entfernt ist.
Weitere Aufgaben, Vorteile und andere neuartige Merkmale der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil dem Fachmann bei der Überprüfung des Nachstehenden offensichtlich oder können durch Ausführung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können durch die Mittel und Kombinationen, die besonders in den beiliegenden Ansprüchen angeführt sind, erfüllt und erreicht werden.
Zur Erfüllung der obengenannten und anderer Aufgaben wird eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Bahnzuführung und insbesondere zur im wesentlichen stetigen bzw. kontinuierlichen Zuführung eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll und Abdichtungs-Verpackungsmaschine bereitgestellt. Der Film wird im wesentlichen ohne Unterbrechung zugeführt, selbst wenn ein Wechsel von einer Filmvorratsrolle zur nächsten oder Standby-Rolle erfolgt, indem das hintere Ende des Filmes der aktiven Rolle an das vordere Ende des Filmes der Standby-Rolle gespleißt wird. Das Spleißen erfolgt, indem das vordere Ende/hintere Ende für beide ausreichend aufeinander zu geblasen werden, so daß eine Verbindung mit dem Klebeband an dem vorderen Ende entsteht, wodurch keine beweglichen mechanischen Teile für deren kräftiges Zusammenschlagen erforderlich sind. Vorzugsweise wird nur das vordere Ende des Filmes aus seiner Position an der Spleißstation zu dem hinteren Ende der aktiven Rolle geblasen.
Die vorliegende Erfindung enthält insbesondere Mittel zum abwechselnden Tragen und Abrollen einer aktiven Filmrolle und einer Standby-Filmrolle und Mittel für eine im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführung und Steuerung des Filmes beider Rollen. Eine gegenüberliegende pneumatische Einrichtung legt zunächst eine Vakuumquelle zum Halten des vorderen Endes des Filmes der Standby-Rolle und des befestigten Klebebandes an der Spleißstation an und ferner zur Erzeugung einer konstanten Spannung auf dem Film der aktiven Rolle an der Spleißstation, zumindest auf der Wegstrecke, wenn sich das hintere Ende nähert. Zu anderen Zeitpunkten sorgt ein stromaufwärts liegender mechanischer Sperrschuh oder eine zusätzliche Rollenbremse für die erforderliche Spannung der zugeführten Bahn. Neben dem Sperrschuh befindet sich ein Mikroschalter, der eine Schaltfunktion zum Erfassen des Ablaufs des hinteren Endes von der Rolle enthält. Jede Spindel wird der Notwendigkeit entsprechend gesteuert, so daß die Tangentialgeschwindigkeit der Spindel an die lineare Geschwindigkeit des Filmes angepaßt ist, wie durch eine eigene Rollenbremse, um zu verhindern, daß die aktive Rolle durch die Trägheit des Abrollens unkontrollierbar durchdreht.
Die pneumatische Einrichtung schaltet rasch zum richtigen Zeitpunkt um, um vorzugsweise eine Überdruckquelle anzulegen, die einen kontrollierten Luftstoß erzeugt, der das vordere Ende des Filmes der Standby-Rolle zu dem hinteren Ende des Filmes der aktiven Rolle bläst, so daß das hintere Ende an dem Klebstoff des vorderen Endes haftet. Eine Steuerschaltung, die eine programmierbare Steuerung enthält, führt das rasche Umschalten von vorzugsweise einer, oder in einigen Fällen beider pneumatischen Einrichtungen von einem Vakuum zu dem Überdruck durch.
Es wird auch bevorzugt, daß die pneumatische Einrichtung gegenüberliegende, langgestreckte, querliegende Verteiler enthält. Die effektive Breite der Verteiler kann durch bewegliche Sperren eingestellt werden. Dadurch kann die Vakuumquelle oder Druckquelle über eine Breite entsprechend der Breite des Filmes eingesetzt werden.
Es wird ferner bevorzugt, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine einfache schwenkbare Befestigungseinrichtung für die gegenüberliegende pneumatische Einrichtung enthält, welche die Bewegung weg von der Spleißstation für ein verbessertes Einsetzen des vorderen Endes des Filmes der Standby-Rolle durch den Bediener ermöglicht.
Das Steuerprogramm der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise auch eine Einrichtung zum Erfassen von Markierungen auf dem Film und um vorzugsweise durch die programmierbare Steuerung und andere Detektoren, wie einen Filmende- Detektor und einen Beutellängen-Kodierer in der Steuerschaltung, zu bestimmen, wann die zweitletzte Markierung auf dem Film der aktiven Rolle an der Spleißstation eintrifft, und dann das rasche Umschalten von der Vakuumquelle zu der Druckquelle zum Spleißen auszuführen. Wenn nur eine Teilendverpackung oder Teilbeutellänge auf der aktiven Rolle verbleibt, wird die letzte Markierung und ein unmarkiertes hinteres Ende natürlich an der Spleißstation angeordnet, wo der Spleiß gebildet wird.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung und in Übereinstimmung mit deren Zielsetzungen und Aufgaben wird eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpakkungsmaschine geschaffen, wobei die Spleißvorrichtung und das Spleißverfahren eine im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Filmzuführung ermöglichen und ein erkennbarer Spleißabschnitt zur späteren Erkennung und Entfernung erzeugt wird. Zu diesem Zweck sind die Formungs-, Abdichtungs- und Fülleinrichtungen der Maschine koordiniert, so daß ein Leerlauf der Maschine erhalten wird, wenn der Spleißabschnitt den Punkt erreicht, an dem die Verpackungen gebildet werden, so daß alle vollständig geformten, gefüllten und abgedichteten Verpackungen annehmbar sind.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung für das im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführen eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll und Abdichtungs- Verpackungsmaschine von einer aktiven und einer Standby-Rolle umfaßt die Schritte des Tragens und Abrollens des Filmes von der aktiven Rolle, des Autbringens eines Klebemittels an dem vorderen Ende des Filmes der Standby-Rolle und des Raltens des vorderen Endes an der Spleißstation, während der Film der aktiven Rolle konstant gespannt wird. Es wird ein Überdruck zu Erzeugung des Luftstoßes über der Spleißstation aufgebracht, um das vordere Ende des Standby-Filmes zu dem hinteren Ende des aktiven Filmes zu blasen, so daß diese fest gespleißt werden, um eine im wesentlichen kontinuierliche Filmzuführung in die Maschine zu gewährleisten.
Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann in diesem Gebiet aus der folgenden Beschreibung hervor, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung einfach durch die Darstellung einer der besten Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wird. Es versteht sich, daß andere Ausführungsformen der Erfindung möglich sind und daß ihre einzelnen Details in verschiedenen offensichtlichen Formen verändert werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Daher sind die Zeichnungen und Beschreibungen als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu verstehen.
Fig. list eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur im wesentlichen stetigen bzw. kontinuierlichen Zuführung eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 2a ist eine schematische Seitenteilansicht der Filmzuführungsvorrichtung, welche die Spleißstation enthält, wobei das hintere Ende des Filmes der aktiven Rolle nach dem Verlassen der Spindel und durch den Sperrschuh gespannt gezeigt wird;
Fig. 2b ist eine vergrößerte Darstellung der Spleißstation von Fig. 2a und zeigt die relative Position der beiden Filme;
Fig. 3a zeigt die Spleißstation unmittelbar nachdem das hintere Ende des Filmes der aktiven Rolle den Filmende-Detektor aktiviert hat, der das Anlegen der Vakuumquelle an den Verteiler auslöst, um für die Spannung des Filmes der aktiven Rolle zu sorgen;
Fig. 3b ist eine vergrößerte Darstellung der Spleißstation von Fig. 3a und zeigt auch den Beginn des Zählens der Beutellängen, die noch auf dem aktiven Film vorhanden sind;
Fig. 3c und 3d ergänzen die Darstellungen von Fig. 2a und 3a, indem sie die Funktionsweise des Sperrschuhs und des Filmende-Detektors ausführlicher zeigen;
Fig. 4a und 4b sind schematische Seitenteilansichten der Vorrichtung an dem Punkt in dem Zyklus, an dem der Kodierer bis zur zweitletzten Markierung auf dem Film der aktiven Rolle zählt, zu welchem Zeitpunkt ein Überdruck an den Verteiler neben dem vorderen Ende angelegt wird, um einen Luftstoß zu erzeugen und das vordere Ende für ein Zusammenspleißen gegen das hintere Ende zu blasen;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Spleißstation, welche die schwenkbare Befestigung der gegenüberliegenden pneumatischen Verteiler zum Spannen/Halten des Filmes zeigt, die ein einfaches abwechselndes Laden des vorderen Endes des Filmes der Standby-Rolle ermöglicht; und
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen der pneumatischen Verteiler zum Spannen/Halten des Filmes, welche die Stangen mit gegenläufigem Gewinde zeigt, die mit den Sperrteilen in Eingriff stehen, welche die effektive Breite des Verteilers definieren.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, welche schematisch eine Vorrichtung 10 für die im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführung eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll und Abdichtungsverpackungsmaschine M zeigt. Die Filmzuführvorrichtung 10 enthält eine Spleißstation 11 und zugehörige Komponenten eines Steuerkreises C. Eine aktive Rolle 12 mit einem Film 14 und eine Standby-Rolle 16 mit einem Film 18 sind als Teil der Zuführvorrichtung 10 dargestellt. Wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, ist die neuartige Einrichtung zum Zusammenspleißen der beiden Filme an der Spleißstation 11 vorgesehen. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zwar in bezug auf einen Verpackungsfilm beschrieben, aber es versteht sich, daß in Übereinstimmung mit deren umfassenderen Aspekten andere Arten von Bahnen unbestimmter Länge unter Anwendung der neuartigen Prinzipien gespleißt werden können. Dies trifft insbesondere in bezug auf verhältnismäßig dünne Kunststoff- und Verbundstoffbahnen zu.
Die aktive Rolle 12 ist auf einer Spindel 20 aufgesetzt und wird von dieser abgespult, so daß der Film 14 im wesentlichen konstant entlang dem Zuführweg zugeführt wird, der durch die Pfeile P gekennzeichnet ist. Die Standby-Rolle 16 ist ebenso auf einer Spindel 24 aufgesetzt. Wie in Fig. 2a dargestellt ist, wird die aktive Rolle 12 abgespult, bis das hintere Ende E&sub1; des Filmes 14 von der Spindel 20 abläuft. Danach wird das hintere Ende E&sub1; entlang dem Zuführweg, der von Führungsrollen R&sub1;, R&sub2; definiert wird, gezogen, bis es die Spleißstation 11 erreicht. Die beiden Rollen 12, 16 sind abwechselnd die aktive und Standby-Rolle; und daher wird nur der Betriebsmodus beschrieben, wenn die Rolle 12 als aktive Rolle dient, wie in Fig. 1 und 2a dargestellt ist. Da die Rollen 12, 16 abwechselnd den aktiven /Standby-Status einnehmen, versteht sich, daß der Betrieb im Grunde derselbe ist, so daß eine einfache ausführliche Beschreibung und die entsprechenden Bezugszeichen ausreichend sind. In der Beschreibung ist die Rolle 12 die aktive Rolle, und die Rolle 16 ist die Standby-Rolle (siehe Fig. 1).
Bei Erreichen der Spleißstation 11 wird das hintere Ende E&sub1; durch eine erste pneumatische Einrichtung oder einen Verteiler 32 gespannt und an das vordere Ende E&sub2; des Filmes 18 gespleißt Infolgedessen wird der Film 14, 18 im wesentlichen kontinuierlich ohne Unterbrechung in die Maschine M entlang des Zuführweges P geführt, der durch die Rollen R&sub1;-R&sub5; definiert ist (siehe Fig. 1). Die Rolle R&sub4; bildet mit der gegenüberliegenden Rolle R&sub6; einen Filmantriebsspalt. Dieses Rollenpaar oder ein ähnliches Paar hält eine konstante Spannung auf dem Film 14, 18 entlang dem Zuführweg P aufrecht und dient zum Drehen der entsprechenden Spindel 20, 24 während des normalen Zuführvorgangs. Nach Vollendung des Spleißes wird der neue Film 18 von der Standby-Rolle 16 entlang dem Weg zur Verpackung zugeführt.
Der Film 18 der Standby-Rolle 16 wird für das Spleißen vorbereitet, indem einfach das vordere Ende E&sub2; an der Spleißstation 11 gehalten wird. Insbesondere erfolgt dies durch ein grobes Zurichten des vorderen Endes E&sub2;, Anbringen eines einseitigen Klebebandes T und derartiges Anordnen des Bandes, daß seine nichtklebende Seite an einer zweiten pneumatischen Einrichtung oder einem Verteiler 34 gehalten wird. Dies wird durch Ausüben einer Saugwirkung von einer Vakuumquelle 35 erreicht (siehe Fig. 1). Die klebende Seite des Bandes T weist nach oben zu dem Film 14 (siehe Fig. 2b). Das vordere Ende E&sub2; bedeckt und haftet an etwa einer Hälfte der freiliegenden klebenden Seite des Bandes T. Das anschließende Aufbringen eines kontrollierten Luftstoßes von einer Druckquelle 38 zu der zweiten pneumatischen Einrichtung 34 bläst in ausreichendem Maße gegen das vordere Ende E&sub2; und die freiliegende Hälfte der klebenden Seite des Bandes T, so daß es an dem hinteren Ende E&sub1; zur Bildung des Spleißes haftet. Die Überdruckquelle 38 zur Erzeugung des Luftstoßes wird durch eine Leitung 39 und ein Ventil 44 angelegt. Die Vakuumquelle 35 kann über dasselbe Regelventil 44 auf gleiche Weise über die Leitung 36 angelegt werden.
Wie zuvor erwähnt, sorgen die angetriebenen Rollen R&sub4;, R&sub6; für eine Spannung in der Bahn 14 während des Normalbetriebs, das heißt, solange die aktive Rolle 12 bleibt. Sobald das hintere Ende E&sub1; von der Spindel 20 abläuft (siehe Fig. 2a), wird die Spannung durch einen Sperrschuh 40 aufrechterhalten, der gegen die Rolle R&sub1; wirkt (siehe Fig. 2a). Als Alternative kann der Sperrschuh 40 als Option durch eine Bremsrolle ersetzt werden. Wie dargestellt, kann das hintere Ende E&sub1; bei einer Markierung 42 enden, die auf den Film 14 selbst gedruckt ist. In Fig. 2a wie auch in den anderen Figuren ist der Abstand der Markierungen zu beachten, welche die einzelnen Beutel kennzeichnen. Tatsächlich sind die Markierungen 42 an einer Zwischenstelle entlang der Beutel zur Steuerung der Verpackungsmaschine M angeordnet und sind in dem '707 Patent, wie zuvor erwähnt, ausführlicher dargelegt.
Zur Beendigung der Spannfunktion f:llt, sobald das hintere Ende E&sub1; zwischen dem Bremsschuh 40 und der Rolle R&sub1; (siehe Fig. 3c-3d) herausgezogen ist, ein Mikroschalter 45, mit einem Fühler, der auf dem Film 14 läuft, in eine Rille 46, wodurch wiederum das Ventil 44 aktiviert wird, um eine Saugwirkung an der pneumatischen Einrichtung oder dem Verteiler 32 zu erzeugen. Diese Vorgangsweise, die in der Folge ausführlicher erklärt wird, sorgt für eine Spannung des Filmes 14 zumindest neben dem hinteren Ende, wenn es sich der Spleißstation 11 nähert (siehe Fig. 3a und 3b).
Wie ersichtlich ist, ist der Mikroschalter 45 durch eine elektrische Leitung 47 an eine programmierbare Steuerung 48 angeschlossen, deren Komponenten Teil der Steuerschaltung C sind. Wie dargestellt, steuert die programmierbare Steuerung 48 über eine Leitung 49 das Ventil 44. In dem Augenblick, in dem der Mikroschalter 45 ausgelöst wird (siehe Fig. 3c-3d), ist das Ventil 44 für den Verteiler 34 betriebsbereit, um auf die Vakuumleitung 36 zu schalten, so daß die erforderliche Saugwirkung erzeugt wird, um den Film 14 anzuziehen und eine Spannung an der Spleißstation 11 auszuüben, wie am besten aus Fig. 3a, 3b ersichtlich ist. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, wie in der Folge genauer dargestellt ist, da die Spannung nun direkt dort angelegt wird, wo die Spleißfunktion ausgeübt wird. Wie für den Fachmann offensichtlich ist, kann die programmierbare Steuerung 48 aus jeder einer Vielzahl von lieferbaren Steuerungen ausgewählt werden, die eine ausreichende Möglichkeit aufweisen, durch eine Reihe von Eingangssignalen betrieben zu werden und um eine Reihe von Betriebsmechanismen zu steuern.
Sobald das hintere Ende E&sub1; des Filmes 14 die Spleißstation 11 exakt so, wie in der Folge beschrieben, erreicht, ist die Steuerung 48 betriebsbereit, um das Ventil 44 für den Verteiler 34 von der Vakuumleitung 36 zu der Überdruckleitung 39 zu schalten. Als Reaktion auf diesen Auslösevorgang erzeugt die Druckquelle 38 einen Luftstoß, um das vordere Ende E&sub2; kräftig aber kontrolliert zu dem hinteren Ende E&sub1; des aktiven Filmes 14 von der Rolle 12 zu blasen (siehe Fig. 4a, 4b). Erfindungsgemäß ist der Luftstrom ausreichend, um das vordere Ende E&sub2; in festen Kontakt mit dem hinteren Ende E&sub1; zu bringen, so daß das hintere Ende E&sub1; an dem Klebeband T haften bleibt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Film 18 der Standby-Rolle 16 fest an den Film 14 der zuvor aktiven Rolle 12 gespleißt, so daß eine Filmzuführung zu der Verpackungsmaschine M erreicht wird, die im wesentlichen ohne Unterbrechung und ohne Verlangsamung stattfindet. Ferner wird der Spleißvorgang ohne die nachteilige Auswirkung eines kräftigen Zusammenschlagens des Filmes durch mechanische Elemente ausgeführt, das in der Vergangenheit zu Problemen bei der Wartung der Maschine und zu einer Tendenz, den Film zu zerreißen, geführt hat.
Als weiterer Teil der Steuerschaltung C ist eine Spindelsteuerung 50 vorgesehen, die dafür sorgt, daß die Geschwindigkeit der Bahn 14 der aktiven Rolle 12, wie auch die Geschwindigkeit des Filmes von der Standby-Rolle 16 im wesentlichen der Geschwindigkeit des Filmes 14 bzw. 18 angepaßt ist, während sich dieser dem Zuführweg P entlang bewegt (siehe Fig. 1). Gegenwärtig wird in Betracht gezogen, daß die Spindelsteuerung 40 zur Erfüllung dieses Zwecks direkte Brems/Antriebsmittel enthalten kann. Während eine vorübergehende Unterbrechung der Zuführung eines oder beider Filme 14, 18 möglich ist, ist es besonders wünschenswert, durch den Einbau der Spindelsteuerung mit einer Bremse und/oder einem direkten Antrieb einen im wesentlichen kontinuierlichen Betrieb zu schaffen.
Wie am besten aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weisen die pneumatischen Einrichtungen/Verteiler 32, 34 vorzugsweise die Form einer Verteilerpiatte 55 mit beabstandeten Öffnungen 56 auf, durch welche die Saugluft/der Luftstoß abwechselnd geleitet werden. Die Verteiler enthalten ein langgestrecktes Gehäuse 57 und Einlaßöffnungen/ Schläuche 58 (siehe auch Fig. 2b, 4b). Wie zuvor angeführt, sind die Einlaßöffnungen/Schläuche 58 mit dem Ventil 44 durch eine geeignete Verbindung verbunden und dienen zur Bereitstellung der Saugluft/des Luftstoßes, wie für die Filmendspannung/Haltefunktion und den Spleißvorgang erforderlich ist.
Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist das langgestreckte Gehäuse 57 zwei Abschnitte auf, und jeder enthält Mittel zur Einstellung der effektiven Breite W jeder Verteilerplatte 55; die Breite W entspricht der Breite des zu spleißenden Filmes 14, 18, der zur Bildung der Verpackung oder des Beutels verwendet wird, wie in der Folge ausführlicher dargestellt ist.
Insbesondere enthält das Einstellmittel für jede Verteilerplatte 55 ein Paar Sperrelemente 60, 61, die entlang der Innenseite an gegenüberliegenden Seiten in der Längsrichtung gleiten (siehe die Bewegungspfeile in Fig. 6). Wie offensichtlich ist, begrenzen oder richten die gegenüberliegenden Sperrelemente 60, 61 die Saugluft/den Überdruck auf den Mittelteil jedes Abschnittes des Gehäuses 57 zur Steuerung der Filme 14, 18, wie beschrieben wurde. Eine Einstellstange 62 für jedes Paar der Sperrelemente 60, 61 ist mit einem entgegengesetzten Gewinde zu der mittleren Verbindungshülse 63 versehen, und somit bewirkt bei Drehung von geeigneten Handrädern 64, 65, die zur gemeinsamen Drehung in Eingriff stehen, die Stange 62 eine entgegengesetzte lineare Verschiebung der Sperrelemente 60, 61. Auf diese Weise gibt es keinen Verlust des Vakuums oder Überdrucks, sobald die Verteilerplatte 55 richtig auf die Breite W der Filme eingestellt ist.
Für eine leichte Bediener-Zugänglichkeit zu der Verteilerplatte 55, um das vordere Ende E&sub2; und das Band T einzuführen, wenn eine Standby-Rolle 16 zur Zuführung vorbereitet wird, sind zwei Arme 70, 71 zur Befestigung an Stiften 72 an einem feststehenden Gestellelement F der Zuführvorrichtung 10 vorgesehen (siehe Fig. 5). Die Arme 70, 71 tragen die Verteilerplatte 55 wie auch die Führungsrolle R&sub2;. Sobald die Arme 70, 71, wie dargestellt, gelöst werden und in die offene oder Ladeposition schwenken, können das vordere Ende E&sub2; und ein Band T einfach eingelegt werden. Eine Feder 75 kann für jeden Arm 70, 71 vorgesehen sein, um ein herkömmliches Mittel zur Positionierung und Befestigung der Arme in entweder der betriebsbereiten oder der Ladeposition bereitzustellen (siehe die Position in Vollinie und gestrichelter Linie in Fig. 5).
Es ist ersichtlich, daß dem Bediener, der die Standby-Rolle 16 einsetzt, ein Mechanismus zur Verfügung steht, der die Aufgabe erleichtert, da die Verteilerplatte/das Gehäuse 55, 57, welche die pneumatische Einrichtung/den Verteiler 32, 34 bildet, leicht zwischen den Positionen verschoben werden kann. Zur Positionierung der Arme 70, 71 an den richtigen Stellen sind beabstandete Anschläge 77, 78 vorgesehen. Wie dargestellt, sind diese Anschläge in bezug auf den Schwenkzapfen 72 angeordnet, so daß sich die Feder 75 über die Mitte, das heißt, über den Schwenkzapfen 72 bewegt und somit die Verteilerplatte 55 in der richtigen relativen Position zum Laden oder für den Betrieb hält (vergleiche die Ladeposition in gestrichelter Linie bei 70º zu der Waagerechten mit der waagerechten Betriebsposition in Vollinie).
Mit neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 1 können die zusätzlichen Funktionen der programmierbaren Steuerung 48 in der Steuerschaltung C erklärt werden. Die zusätzlichen Funktionen hängen im allgemeinen von den beabstandeten Markierungen 42 ab. Erstens ist eine photoelektrische Zelle 80 durch eine Leitung 81 an die programmierbare Steuerung 48 angeschlossen. Sie ist unmittelbar stromabwärts von der Spleißstation 11 zum Lesen der beabstandeten Markierungen 42 angeordnet (siehe zum Beispiel Fig. 2a, 2b). Zusätzlich ist in der Schaltung C ein Kodierer 85 mit einem linearen Meßrad 46 vorgesehen, der durch die Leitung 47 an die Steuerung 48 angeschlossen ist.
Die Steuerung 48 ist so programmiert, daß sie, sobald während des Betriebs das hintere Ende E&sub1; den Filmende-Mikroschalter 45 betätigt, die lineare Messung von dem Kodierer 85 empfängt. Zuvor wird der vorbestimmte Abstand von der Spleißstation 11 zu dem hinteren Ende E&sub1; im Speicher der Steuerung 48 programmiert. Dieser Abstand kann jeder Abstand sein, der ein Spleißen garantiert, bevor das hintere Ende durch die Spleißstation läuft, ist aber vorzugsweise der Abstand zwischen der Markierung 42 an der Spleißstation und der zweitletzten Markierung 42, wie in Fig. 2a dargestellt.
Die Photozelle 80 erfaßt nun die Markierung 42 und die Messung beginnt. Sobald das Kodiererrad 86 den Durchgang dieser Länge des Filmes 14 (wie drei Beutellängen des Filmes, wie in Fig. 3a dargestellt) erfaßt, startet die Steuerung 48 den Spleiß- Vorgang. Mit anderen Worten, sobald das erste Signal für die Ankunft der Markierung 42 an der Photozelle 80 nach dem "Filmende"-Signal von dem Mikroschalter 45 ausgesendet wird, wird die Spleißstelle von dem Kodierer 85 bestimmt. In dem Beispiel ist sie von der Maschine mit drei Beutellängen eingestellt. Der Spleiß befindet sich immer neben der Markierung 42 und der Mitte der Beutellängen von Film 14, 18 so daß die spätere Abtrennung in der Verpackungsmaschine sauber ist.
Zu dem vereinbarten Zeitpunkt schaltet das Ventil 44 für den Verteiler 34 rasch von der Vakuumquelle 35 zu der Druckquelle 38, wodurch der Luftstoß gegen das vordere Ende E&sub2; und das Band T bläst und die Filme 14, 18 zusammenspleißt. Sobald, wie dargestellt, der vorbestimmte Abstand bestimmt ist, wie drei Beutellängen in der Darstellung, kann das Spleißen in einer zeitgesteuerten und effizienten Weise ohne Eingriff des Bedieners erfolgen. Natürlich ist in bestimmten Fällen, wenn das hintere Ende E&sub1; bei weniger als einer vollen Beutellänge abgetrennt wird, die Endmarkierung 42 jene, die neben der Spleißstation 11 liegt (ungefähr unter der Photozelle 80) wenn der Spleißvorgang stattfindet. In jedem Fall verbleibt eine minimale Länge des hinteren Endes E&sub1; an dem Film 14, um den Abfall auf ein Minimum zu verringern.
Mit neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 1 sind nähere Einzelheiten der Verpackungsmaschine M dargestellt. So ist eine Photozelle 100 zum Lesen derselben Markierung 42 angeordnet, um ein Signal an die Steuerung 48 für den Betrieb der Komponenten der Maschine M zu liefern. Insbesondere wird eine Produktfülleinrichtung 101 in einem zeitgesteuerten Verhältnis aktiviert, um eine Ladung des Produkts P, wie Kartoffelchips, durch ein Füllrohr 102 abzugeben. Die Bahn 14 wird gespannt und durch Endlosbänder 103 um das Rohr 102 und über eine Formungsvorrichtung gezogen, die ihrerseits im wesentlichen kontinuierlich von einem Servomaschinenantrieb 104 angetrieben werden, der auf herkömmliche Weise von der Steuerung 48 zeitgesteuert wird. Zusätzlich zu den Zuführbändern 103 steuert der Maschinenantrieb den Betrieb einer Abdichtungsbacke/eines Abtrennmessers 105 und die Hin- und Herbewegung des Schlittens 106 zur Bildung der Serien von Verpackungen oder Beuteln. Da die programmierbare Steuerung 48 dieselben Markierungen 42 zur Steuerung der Maschine M verwendet, wie zur Steuerung der Zuführvorrichtung 10, kann der gesamte Betrieb gut synchronisiert und koordiniert werden, und der gesamte Filmzuführungs- und Verpackungsvorgang kann besonders effizient durchgeführt werden. In einigen Fällen jedoch, wie bei Umrüstungsanwendungen, können doppelte programmierbare Steuerungen verwendet werden und sind in einem Netzwerk zusammengeschlossen.
Die Photozelle 100 sendet Eingangssignale zu der Steuerung 48, die ihrerseits die vorbestimmte Anzahl von Beütellängen zwischen der Spleißstation 11 und der Verpackungsformstation 110 in der Verpackungsmaschine M zählt. Sobald die überlappenden Filmabschnitte des hinteren Endes E&sub1; und vorderen Endes E&sub2;, die den gespleißten Abschnitt der Filme 14, 18 bilden, an der Verpackungsformstation 110 eintreffen, wie durch die Zählung angezeigt wird, wird ein Leerlauf durch Hemmen des Produktfüllmittels 101 eingeleitet. Auf diese Weise wird nur ein überlappender Beutelabschnitt der überlappenden Filme 14, 18 verworfen, kein Produkt eingesetzt und somit der Abfall auf ein Minimum verringert.
Bei der Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung für das im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführen eines Verpackungsfilmes ist die erste Anforderung die Befestigung der beiden Rollen 12, 16 in der Zuftihrvorrichtung 10 für das anschließende Abrollen, um einen im wesentlichen kontinuierlichen Strom von Verpackungen und Beuteln zu erzeugen, wobei jede der Rollen ein vorderes Ende und ein hinteres Ende aufweist. Der Film 14, der tatsächlich abgerollt wird, wird im wesentlichen kontinuierlich entlang den Zuführwegen in die Verpackungsmaschine M zugeführt. Der nächste Schritt ist das Aufbringen eines Klebemittels, wie des Bandes T, an das vordere Ende E&sub2; des Filmes 18 der Standby-Rolle 16, während es an der pneumatischen Einrichtung/dem Verteiler 34 gehalten wird. Das Spannen des aktiven Filmes 14 entlang des Zuführweges P erfolgt zumindest neben dem hinteren Ende E&sub1; durch die pneumatische Einrichtung/den Verteiler 32.
Schließlich wird ein Überdruck an der Spleißstation 11 erzeugt, um einen Luftstoß mit einem ausreichenden Luftstrom zu erzeugen, um das hintere Ende/vordere Ende der Filme gegeneinander zu blasen und die Spleißfunktion zu schaffen, indem das hintere Ende an das Klebemittel geheftet wird. Infolgedessen wird der Film der Standby- Rolle fest an den Film der aktiven Rolle geheftet, um eine Filmzuführung zu erhalten, die im wesentlichen ohne Unterbrechung und ohne Verlangsamung erfolgt.
In dem Verfahren ist es auch wichtig, das hintere Ende E&sub1; des Filmes 42 der aktiven Rolle 12 an einem Erfassungspunkt entlang des Zuführweges P zu erfassen, wenn es sich der Spleißstation 11 nähert. Sobald es erfaßt ist, wird der Spannschritt eingeleitet, wie beispielsweise durch die Erzeugung einer Saugwirkung an der pneumatischen Einrichtung/dem Verteiler 32 (siehe Fig. 3b).
Zur Gewährleistung eines eingriffsfreien Ladens des Filmes 18 der Standby-Rolle 16 ist es wichtig, eine Ladestation L vorzusehen, die mit einem deutlichen Abstand zu der Spleißstation 11 angeordnet ist. Das Einsetzen des hinteren Endes E&sub2; erfolgt an der Ladestation L (siehe Fig. 5).
In einem weiteren wesentlichen Aspekt des Verfahrens sind Markierungen 42 an beabstandeten Stellen entlang des Filmes 14, 18 vorgesehen. Diese Markierungen sind etwa an dem Mittelpunkt zwischen den bezeichneten Abdichtungsbereichen der Verpackung/des Beuteis angeordnet. Sobald das hintere Ende E&sub1; erfaßt ist (siehe Fig. 3d), werden die Markierungen auf dem Film 14 von der Photozelle 80 an einer Position unmittelbar stromabwärts der Spleißstation 11 erfaßt. Die Länge des Filmes 14, die zu dieser Zeit zwischen der Spleißstation 11 und dem hinteren Ende E&sub1; verbleibt (zum Beispiel drei Beutellängen), wird vorgemessen und in dem Speicher der programmierbaren Steuerung 48 gespeichert.
Der Kodierer/das Rad 85, 86 ist in der Berechnung der Filmlänge und somit der Anzahl von Markierungen, die in dem Film 14 verbleiben, bis das hintere Ende E&sub1; die Spleißstation 11 erreicht, behilflich. Ein rasches Umschalten der pneumatischen Einrichtung/des Verteilers 32 von einem Saugmodus zu einem Überdruckmodus tritt somit ein, um zu garantieren, daß der Spleißvorgang stattfindet, während zumindest ein Teil des verbleibendes Filmes sich an dem hinteren Ende E&sub1; befindet. Da das Spleißen jedoch neben der zweitletzten/letzten Markierung 42 stattfindet, ist der zu verwerfende Verpackungsfilm 14 auf ein Minimum reduziert.
Sobald der Spleiß an der Spleißstation 11 gebildet wurde, ist es wichtig, daß der Abschnitt mit dem Spleiß durch das System zu der Verpackungsmaschine M verfolgt wird. Da der Spleiß an dem Mittelpunkt eines Beutelabschnittes der Filme 14, 18 gebildet wird, ist bekannt, daß dieser begrenzte Film der einzige Abfall ist. Insbesondere ist in dem Verfahren die Steuerung 48 durch Vorprogrammierung so eingestellt, daß eine bekannte Anzahl von Beutelabsehnitten oder Markierungen 42 von der Spleißstation 11 bis zu der Beutelformungsstation 110 vorhanden ist. Die Photozelle 100 verfolgt die Anzahl von Markierungen 42 (siehe Fig. 1), und an dem Punkt, wo der gespleißte Beutelabschnitt an der Beutelformungsstation 110 eintrifft, wird die Produktfülleinrichtung 101 durch das Signal von der Steuerung 48 gehemmt, so daß das Produkt P nicht in das Rohr 102 geführt wird. Die Abdichtungsbacken/Messer 105 arbeiten zum Ausschneiden des Spleißbeutelabschnittes, und dieser wird aus dem Strom der annehmbaren geformten, gefüllten und abgedichteten Verpackungen entfernt. Infolgedessen wird in dem Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die Menge des Filmes 14, 18, die verworfen wird, auf ein Minimum reduziert, sondern auch kein Produkt P verschwendet.
Es ist offensichtlich, daß an diesem Punkt in dem Betrieb der Zuführvorrichtung 10 und der Verpackungsmaschine M die Rolle 16 an der Spindel 24 und der Film 18 nun aktiv werden und die Spindel 20 nun leer ist. Ein entsprechendes Signal wird an den Bediener gesendet, und dieser stellt sofort eine neue Rolle 12 des Filmes 14 bereit, die nun zur Standby-Rolle wird. Der Bediener schwenkt einfach die Arme 70, 71, welche die pneumatische Einrichtung/den Verteiler 32 tragen, in die Ladeposition, die in Fig. 5 in gestrichlten Linien dargestellt ist, bereitet das vordere Ende des Filmes 14 vor, und es wird eine Saugwirkung ausgeübt, um das neue vordere Ende und das Klebeband in Position zu halten. Die Arme 70, 71 werden dann um den Schwenkzapfen 72 in die bereite Position an der Spleißstation 11 geschwenkt, und der gesamte Prozeß zum Spleißen des Filmes 14 an den nun aktiven Film 18 kann gemäß demselben Verfahren, wie zuvor beschrieben, fortlaufen.
Kurz gesagt, die Filmzuführvorrichtung 10 und das zugehörige Verfahren bieten deutliche Ergebnisse und Vorteile gegenüber Verfahren nach dem Stand der Technik. Die aktive/Standby-Filme 14, 18 werden automatisch in einer im wesentlichen kontinuierlichen Weise zusammengespleißt. Der Bediener muß nicht bereit sein und die Verpackungsmaschine M unterbrechen, um eine neue Filmrolle zu laden. Es steht ein wesentliches Fenster zum Laden der neuen Standby-Rolle zur Verfügung, während die aktive Rolle kontinuierlich zugeführt und Verpackungen kontinuierlich gebildet werden. Ein einziger Bediener kann nun ohne Schwierigkeiten viel mehr Maschinen betreuen.
Die programmierbare Steuerung 48 steuert in neuartiger Weise die Zuführvorrichtung 10 wie auch die Verpackungsmaschine M und koordiniert die Abläufe perfekt. Der Spleißabschnitt wird in vorteilhafter Weise effizient an der Spleißstation 11 durch einen Luftstoß gebildet, der bewirkt, daß das vordere Ende E&sub2; der Standby-Rolle 16 gegen das hintere Ende E&sub1; der aktiven Rolle 12 geblasen wird. Daher sind keine mechanischen Teile vorhanden, die zusammengepreßt werden und ein Zusammenschlagen der Bahnen verursachen. Die Wartungsprobleme der Vergangenheit und ein möglicher Riß der Filme 14, 18 sind seltener. Wenn der Film einer der Rollen 12, 16 zu Ende ist, hat der Bediener leichten Zugang zu der pneumatischen Einrichtung/dem Verteiler 32, 34, indem einfach der richtige zu einer Ladestation L geschwenkt wird (siehe Fig. 5). Schließlich wird die Menge des verworfenen Verpackungsfilmes 14, 18 an der Spleißstation auf ein Minimum verringert, da eine effiziente Verfolgung durch die Zuführvorrichtung 10 und die Verpackungmaschine M möglich ist. Wenn der Spleißabschnitt an der Verpackungsformstation 110 eintrifft, wird nur dieser einfache Abschnitt entfernt und es ist kein Produkt enthalten.

Claims

1. Vorrichtung (10) für die im wesentlichen stetige bzw. kontinuierliche Zuführung eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll- und Abdichtungs-Verpackungsmaschine (M) mit:

einer Einrichtung zum Tragen und Abrollen einer aktiven und einer Standby-Rolle (12, 16) des Films (14, 18);

wobei jede Rolle ein hinteres Ende (E&sub1;) und ein vorderes Ende (E&sub2;) des betreffenden Films (14, 18) aufweist;

einer Einrichtung für die stetige bzw. kontinuierliche Zuführung des Films (14) der aktiven Rolle (12) entlang eines Zuführweges (P) in die Maschine (M);

wenigstens einem Klebemittel auf dem vorderen Ende (E&sub2;) des Films (18) der Standby-Rolle (16);

einer ersten pneumatischen Einrichtung (32) zum Spannen des Filmes (14) der aktiven Rolle (12) zumindest benachbart des hinteren Endes (E&sub1;); und

einer zur ersten pneumatischen Einrichtung (32) entgegengesetzten zweiten pneumatischen Einrichtung (34) zum Halten des vorderen Endes (E&sub2;) und des Klebemittels an einer Spleißstation (11) benachbart des Zuführweges (P);

dadurch gekennzeichnet,

daß die pneumatischen Einrichtungen (32, 34) aufweisen eine Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (35), um ein Ansaugen für die Spann- und Haltefunktionen zu erzielen, und eine Druckquelle (38), um einen Luftstoß zu erzeugen, um das hintere Ende / vordere Ende (E&sub1;, E&sub2;) der Filme (14, 18) jeweils aufeinander zu zublasen;

daß eine Steuereinrichtung für das schnelle Schalten einer der pneumatischen Einrichtungen (32, 34) zwischen der Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (35) und der Druckquelle (38) vorgesehen ist;

daß die Druckquelle (38) einen ausreichenden Luftstrom zur Verfügung stellt, um das hintere Ende (E&sub1;) dazu zu bringen, an dem Klebemittel haften zu bleiben;

wobei der Film (18) der Standby-Rolle (16) fest an den Film (14) der aktiven Rolle (12) gespleißt wird, um das Zuführen des Filmes (14) zu der Maschine (M) im wesentlichen ohne Unterbrechung und ohne Verzögerung zu gewährleisten.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag- und Abroll-Einrichtung aufweist:

eine aktive Spindel (20) für die aktive Rolle (12);

eine Standby-Spindel (24) für die Standby-Rolle (16); und

eine Einrichtung zur Steuerung der aktiven Spindel (20), um die Tangentialgeschwindigkeit der aktiven Rolle (12) an die Geschwindigkeit des Films (14) entlang des Weges (P) im wesentlichen anzupassen.

3. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aufweist:

eine programmierbare Steuerung (48);

eine Einrichtung zur Erkennung des hinteren Endes (E&sub1;) des sich entlang des Zuführweges (P) bewegenden Filmes (14) der aktiven Rolle (12) zwischen der aktiven Spindel (20) und der ersten pneumatischen Einrichtung (32), um ein "hinteres Ende"-Signal für die Steuerung (48) bereitzustellen; und

ein auf die Steuerung (48) ansprechendes Ventil (44) für den Einsatz der Vakuumquelle (35) an der ersten pneumatischen Einrichtung (32) als Reaktion auf das hintere "Ende-Signal", um das Spannen des Films im Anschluß an die Erkennung des hinteren Endes (E&sub1;) des Filmes (14) der aktiven Rolle (12) zu gewährleisten.

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede pneumatische Einrichtung (32, 34) aufweist:

ein langgestrecktes Gehäuse (57), das eine Einlaßöffnung zur Aufnahme der Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (44) und der Druckquelle (38) und einen Verteiler (55) mit beabstandeten Öffnungen, durch die die Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (44) und die Druckquelle (38) auf den Film (14) einwirken, aufweist.

5. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Gehäuse zusätzlich aufweist:

eine Einrichtung zur Einstellung der effektiven Breite des Verteilers, über die die Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (44) und die Druckquelle (38) wirken.

6. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Breite aufweist:

Sperrteile (60, 61), die auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (57) angeordnet bzw. befestigt und in Längsrichtung bewegbar sind; die gegenüberliegenden Sperrteile (60, 61) leiten den Unterdruck / den Druck auf den mittleren bzw. zentralen Bereich des Gehäuses (57);

eine mit den Sperrteilen in dem Gehäuse in Eingriff stehende Stange (62) mit einem gegenläufigen Gewinde, wobei die Drehung der Gewindestange die entgegengesetzte lineare Bewegung entlang den Gewindestangen (62) bewirkt; und

eine Einrichtung zur Drehung der Gewindestange (62) zur Einstellung der Sperrteile (60, 61).

7. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Gehäuse (57) zusätzlich aufweist:

eine schwenkbar angeordnete Befestigungseinrichtung, um eine Bewegung im wesentlichen weg von der Spleißstation (11) und von dem Zuführweg (P) und zu einer Film-Beladestation für eine leichte Bediener-Zugänglichkeit zu ermöglichen, um das Laden des vorderen Endes (E&sub2;) des an der Spleißstation (11) zu haltenden Filmes (18) zu erleichtern.

8. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbar angeordnete Befestigungseinrichtung aufweist:

ein die Enden des Gehäuses (57) tragendes Paar von Armen (70, 71), eine Schwenkeinrichtung für das Tragen bzw. Halten jedes der Arme (70, 71); und

eine Feder (75) mit Bezug auf die Schwenkeinrichtung und beabstandete Stopper (77, 78) für die wahlweise Positionierung des lang gestreckten Gehäuses (57) an der Spleiß- und der Beladungsstation, wobei das Schalten des Gehäuses (57) zwischen den Stationen erleichtert ist.

9. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zuführen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (14) Erfassungsmarkierungen (42) und die Steuereinrichtung zusätzlich aufweist:

eine programmierbare Steuerung (48);

eine Einrichtung zur Erkennung der Markierungen (42), die in einem vorbestimmten Abstand nahe an der Spleißstation (11) angeordnet sind, um ein Signal für die Steuerung (48) bereitzustellen;

eine Einrichtung zur Messung der Länge des entlang des Zuführweges (P) geführten Filmes (14), um ein Signal für die Steuerung (48) bereitzustellen; und

eine Einrichtung zur Berechnung der Anzahl der auf dem Film (14) verbleibenden Markierungen (42) bis das hintere Ende (E&sub1;) die Spleißstation (11) erreicht;

wobei die Schalteinrichtung im Anschluß an die Ermittlung der vorletzten / letzten Markierung (42) auf dem Film (14) durch die Erkennungseinrichtung betätigt wird.

10. Verfahren zur im wesentlichen kontinuierlichen Zuführung eines Verpackungsfilmes in eine Form-, Füll und Abdichtungs-Verpackungsmaschine von einer Rolle (12) und einer Standby-Rolle (16), aufweisend die Schritte:

Tragen und Abrollen des Verpackungsfilmes von der aktiven Rolle (12) des Films (14), wobei jede Rolle ein vorderes Ende (E&sub2;) und ein hinteres Ende (E&sub1;) aufweist;

im wesentlichen kontinuierliche Zuführung des Filmes der aktiven Rolle (12) entlang eines Zuführweges (P) in die Maschine (M);

Aufbringen eines Klebemittels an dem vorderen Ende (E&sub2;) des Filmes (18) der Standby-Rolle (16);

Halten des vorderen Endes (E&sub2;) und des Klebemittels an der Spleißstation (11) benachbart des Zuführweges (P); und

Spannen des Film der aktiven Rolle (12) entlang des Zuführweges (P) zumindest benachbart des hinteren Endes (E&sub1;) des Films (14) der aktiven Rolle (12); und

gekennzeichnet durch die Schritte:

schnelles Aufbringen eines Überdruckes an der Spleißstation (11), um einen ausreichenden Luftstrom zu erzeugen, um das hintere Ende / vordere Ende (E&sub1;, E&sub2;) der Filme (14, 18) zusammen zu blasen, um das hintere Ende (E&sub1;) dazu zu bringen, an dem Klebemittel haften zu bleiben,

wobei der Film (18) der Standby-Rolle (16) fest an den Film (14) der aktiven Rolle (12) gespleißt wird, um das Zuführen des Films zu der Maschine (M) im wesentlichen ohne Unterbrechung und ohne Verzögerung zu gewährleisten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte:

Erkennen des sich der Spleißstation (11) nähernden Endes (E&sub1;) der aktiven Rolle (12) an einem Erkennungspunkt längs des Zuführweges (P); und

Einleiten des Spann-Schrittes in Anschluß an die Erkennung des hinteren Endes (E&sub1;) am Erkennungspunkt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte:

Bereitstellen einer von der Spleißstation (11) beabstandeten Beladestation; und

Durchführen des An- bzw. Aufbringungs-Schrittes an der Beladestation.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Schritt des Haltens des vorderen Endes (E&sub2;) und des Klebemitteis gekennzeichnet ist durch die zusätzlichen Schritte:

Bereitstellen eines Verteilers (32, 34) an der Spleißstation (11) zur Aufnahme des sich überlappenden vorderen Endes / Klebemittels ; und

Aufbringen eines Unterdrucks durch den Verteiler (32, 34) zumindest am vorderen Ende (E&sub2;).

14. Verfahren nach einem deransprüche 10 bis 13, wobei der Film (14) Erfassungsmarkierungen (42) aufweist und das Verfahren durch die zusätzlichen Schritte gekennzeichnet ist:

Erkennen der Markierungen auf dem Film (14) an einer Position nahe bei der Spleißstation (11);

Erkennen des sich der Spleißstation (11) nähernden hinteren Endes (E&sub1;) des Films (14) der aktiven Rolle (12) an einem Erkennungspunkt längs des Zuführweges (P);

Messen der Länge des entlang des Zuführweges (P) zugeführten Filmes (14);

Berechnen der Anzahl der auf dem Film (14) verbleibenden Markierungen bis das hintere Ende (E&sub1;) der aktiven Rolle (12) die Spleißstation (11) erreicht;

schnelles Schalten von der Aufbringung des Unterdrucks zu dem Schritt der Aufbringung des Druckes im Anschluß an das Erkennen der vorletzten / letzten Markierung (42).