DE69418297T2

DE69418297T2 - Verpackungsmaschine und deren Arbeitsweise

Info

Publication number: DE69418297T2
Application number: DE69418297T
Authority: DE
Inventors: Masao Fukuda
Original assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd; Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd; Ishida Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2014-12-14
Also published as: JP3473861B2; US5551206A; EP0661212B1; EP0661212A1; DE69418297D1; JPH07187153A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verpackungsmaschinen des Form-Füll-Versiegelungstyps, die dazu angepaßt sind, eine flexible thermoplastische Folie zu einer zylindrischen Schlauchform auszuformen und sie thermisch zu versiegeln, nachdem zu verpackende Objekte im Innern abgelegt sind. Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verfahren zum und Einrichtungen für das Erfassen von Objekten dort, wo Abschnitte der Folie zum Verschließen einer durch eine derartige Verpackungsmaschine ausgeformten Tüte miteinander versiegelt werden.
Verpackungsmaschinen z. B. in vertikaler Säulenbauweise, wie in der US-A-5 279 098 offenbart, sind dazu angepaßt, eine langgezogene Folie in eine zylindrische Form auszuformen und sie quer zu versiegeln, wenn zu verpackende Objekte in das Innere fallen gelassen sind. Um irgendeines dieser Objekte daran zu hindern, dort zurückzubleiben, wo Abschnitte der zylindrisch ausgeformten Folie miteinander versiegelt werden, sind derartige Verpackungsmaschinen in der Regel dazu angepaßt, die Folie zum Schütteln und dadurch zum Entfernen von Bröseln und kleinen Stücken der Objekte von den Innenflächen der zylindrisch ausgeformten Folie, wo die Versiegelung stattfindet, in Schwingungen zu versetzen. Es sind auch Maßnahmen getroffen worden, die Folie eine Form mit einem gerundeten Boden annehmen zu lassen, um die Folie daran zu hindern, derart zerknittert zu werden, daß die Folienfestigkeit und die Luftdichtigkeit an den versiegelten Stellen nicht nachteilig beeinflußt werden.
Trotz all dieser getroffenen Maßnahmen verfangen sich jedoch zu verpackende Objekte manchmal dort, wo die Querversiegelung stattfindet, wobei die Folie nicht selten zerknittert wird.
Aus diesem Grund ist es bekannt gewesen, eine photoelektrische Vorrichtung zum Erfassen des Spalts zwischen den Versiegelungsheizkörpern oder zum Erfassen von Veränderungen des Drucks in der Folie zu verwenden, um zu bestimmen, ob es zu einer unnormalen Bedingung in der versiegelten Stelle gekommen ist.
Im allgemeinen ist es jedoch nicht immer die gleiche Stelle, an der sich zu verpackende Objekte verfangen, oder die Folie zerknittert wird. Außerdem gibt es lokale Veränderungen in der Foliendicke. Somit können Erfassungseinrichtungen des Stands der Technik vom vorstehend beschriebenen Art das Vorhandensein von Bröseln oder kleinen Stücken an den Versiegelungsstellen nicht immer genau erfassen. Wenn sich die Foliendicke von einer Losgröße zur nächsten Losgröße ändert, erfordern insbesondere die Erfassungseinrichtungen des Stands der Technik ein Rückstellung jedesmal dann, wenn eine Folienrolle von einer neuen Losgröße installiert wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren zum und Einrichtungen für ein genaues Erfassen des Vorhandenseins von dort eingefügten Objekten vorzusehen, wo eine schlauchförmig ausgeformte Folie quer miteinander versiegelt wird, wenn eine Verpackungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps zum Herstellen von Verpackungen betrieben wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Verpackungsmaschinen vorzusehen, die zur Verwendung eines derartig verbesserten Erfassungsverfahrens angepaßt sind.
Die US-A-4 768 327 beschreibt eine vertikale Form, Füll- und Versiegelungsverpackungsmaschine, die eine Backenverschiebung für eine veränderliche Versiegelung vorsieht. Die Bedienungsperson kann Backenöffnungen von abweichenden Verschiebungen entsprechend zu Verpackungen von verschiede ner Größe voreinstellen. Ein Verschiebungssensor erfühlt die Backenverschiebung an jedem Punkt während des Versiegelungszyklus. Der Regler vergleicht die Verschiebung mit der erwarteten Verschiebungsgrößenordnung. Wenn der Regler erfühlt, daß sich die Backen nicht ganz geschlossen, aber ihre Bewegung gestoppt haben, werden die Backen geöffnet. Der Regler kann dann den Zyklus stoppen, wobei die Backen geschützt werden und die Verletzungsgefahr eingeschränkt wird, wenn das Objekt eine Hand oder ein Finger einer Bedienungsperson war.
Die US-A-4 546 596 beschreibt eine tütenausformende, füllende und versiegelnde Maschine mit einem magnetischen Näherungsschalter, der erfaßt, ob die Versiegelungsbacken ihre völlig geschlossene Position erreicht haben. Wenn der Schalter nicht geschlossen ist, dann ist die Schnittaktion eines Messers verhindert.
In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Verpackungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 vorgesehen.
Das Verfahren umfaßt typischerweise die Schritte, anfänglich die Verpackungsmaschine zu fahren, um leere Tüten ohne eine Zufuhr von irgendwelchen Artikeln in sie hinein herzustellen, während die Tüten zum Bestimmen eines Standardbereichs für eine ausgewählte physikalische Variable ausgeformt werden, womit das Auftreten eines unnormalen Zustands zur Erfassung beabsichtigt ist. Dann wird die physikalische Variable jedesmal gemessen, wenn eine Verpackung durch Versiegelung einer Tüte nach dem Füllen mit Artikeln ausgeformt ist. Der gemessene Wert der ausgewählten physikalischen Variablen wird zur Erfassung eines unnormalen Zustands mit dem vorbestimmten Standardbereich verglichen. Wenn die Verpackungsmaschine von einem Typ mit Servomotor ist, um ein Paar Versiegelungsbacken dazu zu bringen, die Folie von beiden Seiten zur Querversiegelung zusammenzudrüc ken, kann das Drehmoment auf den Motor als physikalische Variable ausgewählt werden. Wenn eine Meßdose zum Messen der Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken vorgesehen ist, kann diese Druckkraft als die physikalische Variable behandelt werden.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Verpackungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps gemäß dem Gegenstand von Anspruch 10 vorgesehen.
Die Regeleinrichtung kann eine Zentraleinheit umfassen, die programmiert ist, nicht nur einen Durchschnitt von gemessenen Werten, sondern auch einen darüber und darunter liegenden Standardbereich derart zu bestimmen, daß ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt werden kann.
Viele Veränderungen sind hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Prinzipien möglich. Ein Standardbereich für eine ausgewählte physikalische Variable kann durch Herstellen nur einer Tüte oder dadurch bestimmt werden, daß die Versiegelungsbacken dazu gebracht werden, miteinander ohne ein Vorbeitreten der Folie dazwischen in Kontakt zu kommen, und daß ein Bereich aus der Foliendicke bestimmt wird. Die auszuwählende physikalische Variable kann der Abstand sein, um den die Versiegelungsbacken aufeinander zu bewegt werden, wobei ein Photosensor einer vorbekannten Art zur direkten Messung der Trennung zwischen den Versiegelungsbacken verwendet werden kann.
Die beigefügte Zeichnung, die in dieser Beschreibung enthalten ist und einen Teil davon bildet, veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine schematische Diagonalansicht eines Abschnitts einer die vorliegende Erfindung beinhaltende Ver packungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps;
Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht eines Abschnitts der Querversiegelungsvorrichtung in der Verpackungsmaschine von Fig. 1 zum Zeigen des Prinzips eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 ist eine Kurve, die die Wirkung eines bei der Versiegelungsstelle eingefügten großen Objektes auf das Verhältnis des Drehwinkels des Servomotors von Fig. 2 und seinem Lastdrehmoment zeigt;
Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht eines Paars Versiegelungsbacken mit einer zurückziehbaren Klinge und einer Regeleinrichtung dafür, wodurch die vorliegende Erfindung verkörpert wird;
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer weiteren Verpackungsmaschine mit einer verschiedenen erfindungsgemäßen Querversiegelungsvorrichtung;
Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht eines Abschnitts einer weiteren Querversiegelungsvorrichtung, die in der Verpackungsmaschine von Fig. 1 enthalten sein kann, wobei das Prinzip eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt ist; und
Fig. 7 ist eine schematische Draufsicht einer weiteren Querversiegelungsvorrichtung.
Die Erfindung wird im weiteren anhand von Beispielen beschrieben, die auf Verpackungsmaschinen des Form-Füll- Versiegelungstyps verschiedener Arten angewendet werden. Zwecks einer Bezugnahme ist in Fig. 1 schematisch ein relevanter Abschnitt einer derartigen Verpackungsmaschine in vertikaler Säulenbauweise gezeigt, der die vorliegende Erfindung mit einer von einer Folienversorgungsrolle 97 abgerollten Bahn einer flexiblen thermoplastischen Folie W einschließen kann. Die Folie W wird durch eine Vielzahl der Führungsrollen 105 zu einer Formeinrichtung 98 einer vorbekannten Art geführt. Nachdem sie dadurch zu einer Schlauchform ausgeformt ist, wird sie von einer Folienabzugseinheit 100 mit einem parallel laufenden Paar Abzugsgürtel 101 und einer Längsversiegelungsvorrichtung in der Form eines Heizgürtels 102 nach unten gezogen, damit die wechselseitig überlappenden Kantenabschnitte der Folie W miteinander versiegelt werden. Als nächstes wird die sich nun in einer Zylinderform befindende Folie W von einer unterhalb der Folienabzugseinheit 100 angeordneten Querversiegelungsvorrichtung 10 horizontal (d. h., quer zu ihrer abwärts gerichteten Bewegung) versiegelt, wenn zu verpackende Artikel von einem Trichter 96 oberhalb der Formeinrichtung 98 fallengelassen werden.
Wie in Fig. 2 deutlicher gezeigt, enthält die Querversiegelungsvorrichtung 10 gemäß dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung eine feststehende Versiegelungsbacke 12 und eine bewegliche Versiegelungsbacke 14, die beide von einer bekannten Bauart sind und bezüglich der schlauchförmigen, schichtweise dazwischen aufgenommenen Folie W symmetrisch angeordnet sind. Die feststehende Versiegelungsbacke 12 ist an einem Rahmenaufbau 16 befestigt und verbleibt folglich stationär. Die bewegliche Versiegelungsbacke 14 steht durch einen Gestängemechanismus 20 mit einem Servomotor 18 derart in einem Bewegungsverbindungsverhältnis, daß die Drehbewegung des Motors 18 in eine Linearbewegung übertragen wird, wodurch sich das Paar Versiegelungsbacken 12 und 14 aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Der Servomotor 18 ist von einer sogenannten Spannschraubenart, der dazu angepaßt ist, die Richtung seiner Drehbewegung zu ändern, wenn das auf ihn wirkende Lastdrehmoment aufgrund des Drucks zwischen den Versiegelüngsbacken 12 und 14 einen bestimmten Wert überschreitet.
Das Bezugszeichen 22 in Fig. 2 zeigt eine Drehcodiereinrichtung an, die zum Erfassen des Winkels angepaßt ist, um den der Servomotor 18 bis zur Umkehrung der Richtung seiner Drehbewegung dreht. Ein Signal, das den somit durch die Codiereinrichtung 22 erfaßten Winkel anzeigt, wird an eine Regeleinrichtung 24 mit einer Zentraleinheit (CPU) übermittelt.
Gemäß einem Erfassungsverfahren, das die vorliegende Erfindung durch Verwendung einer wie vorstehend beschriebenen und durch das Bezugszeichen 10 in den Fig. 1 und 2 gezeig ten Querversiegelungsvorrichtung verkörpert, wird die Verpackungsmaschine für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen zur Ausbildung einer Vielzahl der Tüten ohne ein Einführen von irgendwelchen Artikeln von dem Trichter 96 über die Formeinrichtung 98 dorthinein betrieben. Während jede Tüte durch die Querversiegelungsvorrichtung 10 verschlossen wird, dreht der Servomotor 18 um einen Winkel θ, bis die Richtung seiner Bewegung durch das durch den Kontakt zwischen den Versiegelungsbacken 12 und 14 gebildeten Lastdrehmoments umgekehrt wird, um die überlappenden Folienschichten miteinander zu versiegeln, wie in Fig. 2 gezeigt. Dieser Drehwinkel θ des Servomotors 18 wird durch die Drehcodiereinrichtung 22 erfaßt, wobei ein diesen Winkel θ anzeigendes Signal an die Regeleinrichtung 24 ausgegeben wird. Wenn eine Mehrzahl n der leeren Tüten somit in einem derartigen vorbereitenden Trockenlauf erzeugt wird, werden n Signale, die n Werte der Winkel θ&sub1;-θn anzeigen, von der Regeleinrichtung 24 empfangen. Die Regeleinrichtung 24 ist dazu angepaßt, einen Standardwert θST entweder durch Berechnung eines Durchschnittsdrehwinkels θm als einfachen algebraischen Mittelwert dieser n Winkel θ&sub1; - θn zu bestimmen, oder indem anfänglich unnormal große oder kleine dieser Werte entfernt werden und dann der algebraische Mittelwert von dem Rest berechnet wird. Geeignete Werte für α und β, die beispielsweise von erwarteten Veränderungen der Dicke der Folie W abhängen, werden von dem Benutzer durch eine Eingabevorrichtung 26 derart eingegeben, daß die Regeleinrichtung 24 lediglich Winkel zwischen dem Maximalwinkel θm + α und dem Minimalwinkel θm - β auswerten wird, um innerhalb des Standardbereichs zu liegen.
Ein regulärer verpackungsherstellender Betrieb der Verpackungsmaschine wird danach ausgeführt, indem Artikel von dem Trichter 96 bei einer Ausformung und einer Versiegelung von Tüten eingeführt werden. In jedem Betriebszyklus erfaßt, während eine Tüte von der Querversiegelungsvorrichtung 10 versiegelt wird, die Drehcodiereinrichtung 22 den Winkel θ', um den sich der Servomotor 18 bis zur Umkehrung seiner Drehrichtung gedreht hat. Wenn ein Signal erhalten wird, das die Größenordnung dieses erfaßten Winkels θ' anzeigt und von der Drehcodiereinrichtung 22 übermittelt wird, bestimmt die Regeleinrichtung 24, ob der erfaßte Winkel θ' innerhalb des vorgenannten Standardbereichs zwischen dem Maximalwinkel θm + α und dem Minimalwinkel θm - β liegt.
Im allgemeinen verändert sich der erfaßte Winkel θ' der Drehung durch den Servomotor 18 abhängig von der Längsveränderung in der Dicke der Folie W, als auch von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit von Bröseln oder kleinen Stücken der zu verpackenden Artikel an der Versiegelungsstelle von einer Tüte zur nächsten. Die Wirkungen der Veränderung in der Dicke der Folie W sind jedoch kleiner und liegen innerhalb des zulässigen Bereichs des Standardwerts θST. Wenn der Abschnitt (schematisch durch T in Fig. 2 angezeigt) der Objekte oder einer zwischen den Folienabschnitten an der Versiegelungsstelle verfangenen Falte in der Folie W groß genug ist, um bezüglich der Breite des zulässigen Bereichs nicht vernachlässigbar zu sein, ändert sich andererseits die den Drehwinkel θ und das Lastdrehmoment C des Servomotors 18 in Verbindung bringende charakteristische Kurve derart, wie in Fig. 3 gezeigt, daß das Vorhandensein einer unnormalen Bedingung von der Differenz Δθ zwischen dem Standardwinkel θST und dem aktuell erfaßten Winkel θ' erfaßt werden kann, wenn die Drehrichtung des Servomotors 18 umgekehrt ist.
Wenn durch die Regeleinrichtung 24 bestimmt ist, daß der erfaßte Winkel θ' nicht innerhalb des zulässigen vorstehend festgelegten Bereichs des Standardwinkels θST liegt, wird eine Warnvorrichtung 28 aktiviert, um den Benutzer über das Auftreten eines unnormalen Zustands zu informieren. Die Warnvorrichtung 28 kann eine akustische Vorrichtung wie z. B. ein Summer oder eine beliebige andere Einrichtung zur Informationsausgabe sein. Alternativ, oder zusätzlich, kann die Regeleinrichtung 24 programmiert werden, den Betrieb der Verpackungsmaschine zu stoppen, wenn ein derartiger unnormaler Zustand erfaßt ist. Ein derartiges Ausführungsbeispiel wird jedoch nicht bevorzugt, weil der Betriebswirkungsgrad nachteilig beeinflußt wird. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird der gesamte Betrieb der Verpackungsmaschine nicht unterbrochen, selbst wenn das Vorhandensein eines nicht tolerierbaren großen Objekts durch die Regeleinrichtung 24 gemäß des vorstehend beschriebenen Programmablauf erfaßt wird, wobei aber die Folie W nicht an der als Ursprung eines unnormalen Zustands erkannten Versiegelungsstelle abgeschnitten wird. Normalerweise ist, wie in Fig. 4 deutlicher gezeigt, eine der Versiegelungsbacken 12 und 14 mit einer Klinge 13 versehen, und die andere ist mit einer passenden Nut 13' ausgebildet. Wenn die Folie W quer an ihrer Versiegelungsstelle versiegelt wird, dient sie sowohl als der obere Teil einer gerade gefüllten und geschlossenen Verpackung als auch als der untere Teil der nächsten zu füllenden Tüte. Die Klinge 13 dient normalerweise zum Durchschneiden der Folie zwischen diesen beiden Tüten. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die Klinge 13 kontrollierbar zurückziehbar und die Regeleinrichtung 24 bringt bei Erfassung eines unnormalen wie vorstehend beschriebenen Zustands die Klinge 13 dazu, derart zurückgezogen zu werden, daß die Folie W dadurch nicht abgeschnitten und in zwei Verpackungen getrennt wird, wobei die zwei Verpackungen ausgetragen werden, während sie wechselseitig miteinander verbunden bleiben. Da es im allgemeinen schwierig ist festzustellen, ob die unnormale Bedingung erfaßt wurde, weil Brösel oder kleine Stücke oberhalb oder unterhalb der Linie eingefügt wurden, quer zu welcher die Folie durch die Klinge abgeschnitten würde, ist es ein praktischer Vorgang, beide verbundenen Verpackungen auszurangieren.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, aber es können viele Abwandlungen und Veränderungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung gemacht werden, wie durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist. In dem Fall einer Verpackungsmaschine des Typs, der beispielsweise in dem vorgenannten U. S. Patent 5 347 795 beschrieben ist, von dem die Querversiegelungsvorrichtung in Fig. 5 skizziert ist, sind die ein Paar bildende Versiegelungsbacken 42 und 44 jeweils an einem Ende eines armähnlichen langgezogenen Elements 46 gestützt. Jeder Arm 46 ist dazu angepaßt, mittels seines anderen Endes um eine horizontale Achse 48 zu drehen, wobei die Achsen 48, die somit die Arme 46 stützen, derart kontrolliert horizontal aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden, daß sich jede der Versiegelungsbacken 42 und 44 auf einer D-förmigen Trajektorie mit einem vertikalen geraden Abschnitt und einem runden bogenförmigen Abschnitt bewegt. Mit einer Verpackungsmaschine dieses Typs kann der horizontale Abstand, um den jede Achse 48 bewegt wird, zum Erfassen eines unnormalen Zustands verwendet werden. In Fig. 5 zeigt Bezugszeichen 50 eine Vorrichtung zum Erfassen des horizontalen Abstands δ an, um den eine der Versiegelungsbacken 42 und 44 bewegt wird, und Bezugszeichen 52 zeigt eine Regeleinrichtung wie z. B. eine Zentraleinheit (CPU) an, dessen Arbeitsweise ähnlich zu der von der in Fig. 2 gezeigten Regeleinrichtung 24 ist. Gemäß einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Erfassungsverfahren wird die Verpackungsmaschine erneut für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen zum Ausformen einer Vielzahl der Tüten ohne ein Einführen von irgendwelchen Artikeln dorthinein betrieben, wobei der durch die Erfassungseinrichtung 50 erfaßte Abstand δ bei der Versiegelung jeder leeren Tüte zwischen den Versiegelungsbacken 42 und 44 gemessen und bestimmt wird. Wenn eine Mehrzahl n von leeren Tüten somit in einem derartigen vorbereitenden Trockenlauf erzeugt wird, werden n Abstände δ&sub1;-δn bestimmt. Von diesen Werten aus fährt die Regeleinrichtung 52 fort, wie vorstehend für die CPU 24 unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert, wobei ein Standardwert δST durch Berechnung eines Durchschnittsabstands als einfacher algebraischer Mittelwert dieser n Abstände δ&sub1;- δn bestimmt wird, oder indem anfänglich unnormal große und kleine dieser Werte entfernt werden und dann der algebraische Mittelwert von dem Rest berechnet wird. Erneut werden geeignete Werte für α und β, abhängig beispielsweise von den Veränderungen in der Dicke der Folie W, von dem Benutzer mittels einer Eingabevorrichtung 54 eingegeben, und die Regeleinrichtung 52 legt einen Bereich um den Standardwert δST herum fest, außerhalb dessen der Zustand als unnormal angesehen werden kann. Bezugszeichen 56 zeigt eine Warnvorrichtung an, dessen Arbeitsweise identisch mit der in Fig. 2 gezeigten Warnvorrichtung 28 ist. Nachdem der "Standardbereich" wie vorstehend erläutert bestimmt ist, wird die Verpackungsmaschine mit Artikeln betrieben, die in Tüten eingeführt werden, während sie von der Verpackungsmaschine ausgeformt werden. Bei jeder Querversiegelung wird untersucht, ob der durch die Erfassungseinrichtung 50 erfaßte Abstand δ' innerhalb dieses Bereichs liegt, und falls nicht, wird die Warnvorrichtung 56 aktiviert. An dieser Stelle braucht nicht erwähnt werden, daß die Regeleinrichtung 54 erneut so programmiert werden kann, um die Folie W bei Erfassung eines unnormalen Zustands daran zu hindern, abgeschnitten zu werden.
Die zwei vorstehend beschriebenen Erfassungsverfahren können beide gemeinsam beschrieben werden, da sie erstens den Schritt der Auswahl einer physikalischen, die Trennung zwischen dem Paar Versiegelungsbacken anzeigenden Variablen, und zweitens den Schritt der Festsetzung eines Standardbereichs für diese physikalische Variable durch Betreiben der Verpackungsmaschine zum Erzeugen von leeren Tüten umfaßt. Nur nachdem ein derartiger Standard bestimmt ist, wird die Verpackungsmaschine zum Erzeugen von richtigen Verpackungen mit Artikeln betrieben, die darin während der Ausformung der Tüten eingeführt werden. Die Trennung wird zwischen den Versiegelungsbacken in Hinsicht auf die physikalische Variable während der Ausformung jeder Verpackung bestimmt, wobei ein unnormaler Zustand durch Vergleichen des gemessenen Werts der physikalischen Variablen mit dem den Normalzustand festlegenden Standardbereich identifiziert wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, war die ausgewählte physikalische Variable das Drehmoment auf den Motor 18, wobei ein Standardbereich als ein Bereich für den Wert des Drehmoments festgelegt wurde. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die vorstehend unter Bezug nahme auf die Fig. 5 beschrieben wurde, war die ausgewählte physikalische Variable der durch die Erfassungseinrichtung 50 erfaßte Abstand 5.
Gemäß einem dritten in Fig. 6 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der Komponenten, die im wesentlichen identisch zu den vorstehend Beschriebenen sind, praktischerweise durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt sind, ist eine Krafterfassungseinrichtung 60 wie z. B. eine Meßdose zwischen dem Rahmenaufbau 16' und dem Gestängemechanismus 20' derart vorgesehen, daß ein die Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken 12' und 14' anzeigendes Signal von dort an die Regeleinrichtung 24' übermittelt wird. Eine Verpackungsmaschine mit einer derartigen Querversiegelungsvorrichtung wird ebenfalls erfindungsgemäß vorbereitend zum Herstellen einer Vielzahl der leeren Tüten betrieben, wobei ein Standardkraftwert durch die Regeleinrichtung 24' aus den Kraftwerten bestimmt wird, die durch die Krafterfassungseinrichtung 60 bei der Erzeugung dieser leeren Tüten erfaßt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der ausgewählte physikalische Wert die Druckkraft zwischen den Versiegelungsbacken 12' und 14', wobei die Bestimmung von unnormalen Zuständen gleichzeitig ausgeführt werden kann, wie vorstehend unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 7 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen photoelektrischen Detektor mit einem lichtaussendenden Element 66 und einem lichtempfangenen Element 68 aufweist, die jeweils an das Paar Versiegelungsbacken 42' und 44' derart angebracht sind, daß ein die Trennung zwischen den Versiegelungsbacken 42' und 44' anzeigendes Signal an eine Regeleinrichtung 52' übermittelt wird. Die Vorgänge durch die Regeleinrichtung 52' zum Bestimmen eines Standardbereichs und zum Erfassen eines unnormalen Zustands bei der Erzeugung von artikelumgebenden Verpackungen sind ähnlich zu denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf Regeleinrichtungen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben wurden, und werden folglich nicht wiederholt.
Als weitere Veränderung der vorstehend beschriebenen Verfahren kann anfänglich ein Standardbereich ohne die Produktion von leeren Tüten bestimmt werden. Gemäß diesen Veränderungen werden die Versiegelungsbacken (unter Bezugnahme auf eine der vorstehend beschriebenen Verpackungsmaschinen) nebeneinander gebracht, ohne daß die Folie W dazwischen vorbeigetreten ist, wobei die ausgewählte physikalische Variable (zum Beispiel das Drehmoment auf den Motor 18 in dem Fall der in Fig. 2 gezeigten Versiegelungsvorrichtung, der Abstand δ der Bewegung bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, und die durch die Meßdose 60 erfaßte Kraft in dem Fall des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels) unter dieser Bedingung gemessen wird. Ein Standardbereich wird danach gemäß der bekannten Eigenschaft der Folie W (d. h., ihre Dicke und die erwarteten Veränderungen in ihrer Dicke unter verschiedenen Losgrößen) ausgewählt und kann in die Regeleinrichtung durch eine Eingabeeinrichtung (wie jeweils bei 26 und 54 in den Fig. 2 und 5 gezeigt) eingegeben werden.
Wenn ein unnormaler Zustand erfaßt ist, kann ein Warnsignal in beliebiger bekannter Form ausgegeben werden, der gesamte Betrieb der Verpackungsmaschine kann zeitweilig gestoppt werden, oder der Betrieb kann fortgesetzt werden, ohne jedoch die Folie an der Versiegelungsstelle abzuschneiden, wo der unnormale Zustand aufgetreten ist. Eines dieser Verfahren kann in einer der vorstehend beschriebenen Verpackungsmaschinen enthalten sein. Zusammengefaßt beabsichtigt die Erfindung eine umfassende Auslegung, wobei alle Kombinationen des vorstehend offenbarten erfinderischen Konzepts beabsichtigt sind, innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Schutzbereichs der Erfindung zu liegen.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben einer Verpackungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps, die ein Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) zum Zusammendrücken der Folienschichten (W) dazwischen an einer Versiegelungsstelle hat, um die Folienschichten miteinander zu versiegeln und um dadurch eine Tüte auszuformen, und zum Erfassen des Vorhandenseins von zwischen den Folienschichten an der Versiegelungsstelle eingefügten Objekten, mit den Schritten:

Auswählen einer physikalischen Variablen, die mit dem Trennungszustand zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) variiert;

Festsetzen eines Standardbereichs für die physikalische Variable, wobei der Standardbereich einen Standardwert der physikalischen Variable umfaßt;

Betreiben der Verpackungsmaschine, um durch Ausformen einer Tüte mit den Folienschichten eine gefüllte Verpackung auszuformen, wobei Objekte in die Tüte eingeführt werden, und das Paar Versiegelungseinrichtungen aufeinander zu bewegt wird, um die Tüte zu versiegeln;

Erhalten eines gemessenen Wertes der physikalischen Variable an der Versiegelungsstelle;

Bestimmen, ob der gemessene Wert innerhalb des Standardbereichs liegt, dadurch gekennzeichnet, daß

das Verfahren weiterhin umfaßt, daß das Paar Versiegelungseinrichtungen aufeinander zu bewegt wird, um experimentell einen Standardwert durch Versiegeln von leeren Tüten zu bestimmen, so daß der Standardwert dem Trennungszustand zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen entspricht, wenn die Folienschichten miteinander versiegelt werden, ohne daß irgendwelche Objekte zwischen den Folienschichten eingefügt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Standardwert experimentell durch Betreiben der Verpackungsmaschine zum Ausformen einer leeren Tüte mit den Folienschichten, ohne irgendwelche Objekte dort einzuführen, und durch Messen eines Wertes der physikalischen Variablen bestimmt wird, wenn die leere Tüte versiegelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Standardwert experimentell dadurch bestimmt wird, daß das Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) dazu gebracht wird, miteinander in Kontakt zu kommen, ohne die Folie dazwischen einzufügen und daß der Standardwert aus der natürlichen Dicke der Folienschichten bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Standardwert experimentell durch Betreiben der Verpackungsmaschine zum Ausformen einer Vielzahl von leeren Tüten mit den Folienschichten, ohne irgendwelche Objekte dort einzuführen, durch Messen von Werten der physikalischen Variablen, wenn leere Tüten versiegelt werden, und durch Berechnen eines Durchschnitts der gemessenen Werte bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die physikalische Variable die Druckkraft ist, mit der die Folienschichten zusammengedrückt werden, um an den Versiegelungsstellen durch die Versiegelungseinrichtungen (12, 14) versiegelt zu werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die physikalische Variable der Abstand zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) durch Umwandeln einer Drehbewegung eines Motors (18) in eine Linearbewegung voneinander weg oder aufeinander zu bewegt wird, wobei die physikalische Variable das Drehmoment des Motors ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin mit dem Schritt der Auswahl von Parametern, die den Standardbereich von dem Standardwert festlegen.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt, in dem gefüllte Verpackungen ausgeformt werden, aufeinanderfolgend wiederholt wird, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt, in dem die Folie (W) zum Abtrennen einer Verpackung von der nächsten der gefüllten Verpackungen abgeschnitten wird, nur umfaßt, wenn der gemessene Wert innerhalb des Standardbereichs liegt, aber die gefüllte Verpackung mit der nächsten verbunden gehalten wird, wenn der gemessene Wert nicht innerhalb des Standardbereichs liegt.

10. Verpackungsmaschine eines Form-Füll-Versiegelungstyps, mit folgendem:

einer Folienstützeinrichtung (97) zum Stützen einer Rolle einer Folie (W) eines tütenbildenden Materials;

einer Formeinrichtung (98) zum Ausformen der Folie in eine Schlauchform;

einer Folienführungseinrichtung (105) zum Führen der Folie von der Folienstützeinrichtung zu der Formeinrichtung und der schlauchförmig ausgeformten Folie in eine Längsrichtung;

einer Längsversiegelungsvorrichtung (102) zum Versiegeln von Seitenkanten der schlauchförmig ausgeformten Folie in Längsrichtung;

einer Querversiegelungsvorrichtung (10) mit einem Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) zum Zusammendrücken und

Versiegeln der Schichten der schlauchförmig ausgeformten Folie dazwischen quer zu der Längsrichtung, wodurch eine Tüte ausgeformt wird, die darin Objekte enthält;

einer Meßeinrichtung (22) zum Messen einer bestimmten physikalischen Variablen, die mit dem Trennungszustand zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) variiert; und

einer Regeleinrichtung zum Bestimmen, ob ein von der Meßeinrichtung erhaltener gemessener Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der den Standardwert enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Regeleinrichtung auch dazu dient, einen Standardwert der physikalischen Variablen aus einem oder mehreren gemessenen Werten der von der Meßeinrichtung (22) erhaltenen ausgewählten Variablen experimentell zu bestimmen, wobei der Standardwert dem Trennungszustand entspricht, wenn die Folienschichten durch die Versiegelungseinrichtungen (12, 14) miteinander versiegelt werden, ohne irgendwelche Objekte dazwischen einzufügen.

11. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10, weiterhin mit einer Eingabeeinrichtung (26), die es dem Benutzer gestattet, einen berechneten Wert als Standardwert in die Regeleinrichtung (24) einzugeben, wobei der berechnete Wert aus der natürlichen Dicke der Folie (W) erhalten wird.

12. Verpackungsmaschine nach Anspruch 10, wobei die Regeleinrichtung (24) dazu dient, einen Durchschnitt einer Vielzahl der gemessenen Werte zu berechnen, die durch das Ausformen von Tüten durch die Verpackungsmaschine erhalten wird, ohne daß irgendwelche Objekte dort eingeführt werden, wobei der Standardwert gleich dem Durchschnitt gesetzt wird.

13. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Querversiegelungsvorrichtung (10) einen Motor (18) und eine Bewegungsübertragungseinrichtung (20) zum Umwandeln einer Drehbewegung des Motors in eine lineare Relativbewegung der Versiegelungseinrichtung umfaßt und dadurch das Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) aufeinander zu oder voneinander weg bewegt, wobei die physikalische Variable das Drehmoment des Motors ist und die Meßeinrichtung eine Drehcodiereinrichtung (22) umfaßt.

14. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Querversiegelungsvorrichtung (10) eine Meßdoseneinrichtung (60) zum Messen der Druckkraft zwischen dem Paar Versiegelungsmaschinen (12, 14) umfaßt, und die physikalische Variable die Druckkraft zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen ist.

15. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die physikalische Variable der Abstand zwischen dem Paar Versiegelungseinrichtungen (12, 14) ist.

16. Verpackungsmaschine nach Anspruch 15, wobei die Querversiegelungsvorrichtung eine photoelektrische Erfassungseinrichtung umfaßt, die an das Paar Versiegelungseinrichtungen zum Messen des Abstands dazwischen angebracht ist.

17. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Querversiegelungsvorrichtung weiterhin ein Paar langgezogener Arme (46) umfaßt, die jeder mittels einer ihrer Enden um eine eines zueinander parallelen Paars Achsen drehbar ist und an ihrem anderen Ende eine der Versiegelungseinrichtungen (42, 44) aufweist, wobei die anderen Enden der Arme so aufeinander zu und voneinander weg beweglich sind, daß sich die Versiegelungseinrichtungen auf D-förmigen Trajektorien um die Achsen bewegen, wobei die physikalische Variable der Abstand ist, um den eine der Achsen zu der anderen der Achsen hin oder von ihr weg bewegt wird.

18. Verpackungsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei die Querversiegelungsvorrichtung weiterhin eine Schneideeinrichtung (13, 13') zum Abschneiden der Folie in Querrichtung umfaßt, wobei die Regeleinrichtung dazu dient, der Schneideeinrichtung zu gestatten, die Folie nur abzuschneiden, wenn der gemessene Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und die Schneideeinrichtung zurückzuziehen, um dadurch zu verhindern, daß die Folie durch die Schneideeinrichtung abgeschnitten wird, wenn der gemessene Wert außerhalb des Bereichs liegt.