DE69510900T2

DE69510900T2 - Querschweissvorrichtung

Info

Publication number: DE69510900T2
Application number: DE69510900T
Authority: DE
Inventors: Masao Fukuda; Masashi Kondo; Yukio Nakagawa
Original assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd; Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Scales Manufacturing Co Ltd; Ishida Co Ltd
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: JP3512127B2; EP0718196B1; DE69510900T3; DE69510900D1; JPH08175524A; EP0718196A1; EP0718196B2; US5753067A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Herstellungs- und Verpackungsmaschine zum Ausbilden, Befüllen, und Verschweißen von Tüten und insbesondere eine derartige Maschine einer sogenannten vertikalen Kissenbauart. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Querschweißvorrichtung für eine derartige Maschine, die bei veränderlichen Bewegungsgeschwindigkeiten betreibbar ist.
Es war bekannt, eine Herstellungs- und Verpackungsmaschine einer vertikalen Kissenbauart zum Ausbilden, Befüllen, und Verschweißen von Tüten (die nachfolgend zur Vereinfachung als "eine Tütenherstellungsvorrichtung" bezeichnet wird) zu verwenden, die im allgemeinen daran angepaßt ist, ein schlauchförmig ausgebildetes flexibles und langgezogenes Tütenausbildungsmaterial (das nachfolgend zur Vereinfachung als "eine Folie" bezeichnet wird) mittels Abziehriemen abzuziehen, während dessen sich überlappende Kantenteile miteinander verschweißt werden, um gleichzeitig die Folie durch eine Querschweißvorrichtung über einem Schweißgebiet quer zu verschweißen, das sowohl als das obere Ende von einer Tüte wie auch als Boden der nächsten auszubildenden Tüte dient, und durch ein Abtrennen der Folie quer in der Mitte des Schweißgebiets individuell befüllte Tüten herzustellen. Wenn eine derartige Tütenherstellungsvorrichtung verwendet wird, wird die Einführgeschwindigkeit der Folie üblicherweise auf der Grundlage der zum Befüllen jeder Tüte mit zu verpackenden Gegenständen erforderlichen Zeit bestimmt, und die Querschweißvorrichtung in Abständen betrieben oder dazu gebracht, sich kontinuierlich entlang einer kreisförmiger Trajektorie zu bewegen, wie sie in der Europäischen Patentschrift EP-0,469,818 beschrieben ist. Falls die zu verpackenden Gegenstände eine geringe Volumendichte haben, wie Kartoffelchips, fallen sie jedoch nicht schnell in die Tüte oder nehmen nicht die tiefst mögliche Position innerhalb der Tüte an. Sie können sich sogar bis über das Schweißgebiet anhäufen. Angesichts des vorstehenden offenbart die Japanische Gebrauchsmusterschrift Jikkai 6- 20209 eine Querschweißvorrichtung mit Schweißbacken, die mit unterhalb von ihnen derart angebrachten Abstreifplatten versehen sind, daß die zu einer Tüte verarbeitende Folie nach unten gestrichen wird, bevor sie quer verschweißt wird. Falls die Folie somit gestrichen wird, wird jedoch ein Querschnittgebiet des Abschnitts der schlauchförmig ausgebildeten Folie oberhalb der Schweißbacken verringert, womit es für die nächste Charge von in die nächste Tüte fallenden Gegenständen schwieriger wird, schnell tief in die Tüte zu fallen. Mit anderen Worten hat das Streichen einer Tüte gemäß dem Stand der Technik eine negative Wirkung auf das Befüllen der nächsten Tüte.
In Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Querschweißvorrichtung zum quer Verschweißen einer langgezogenen Schlauchfolie vorgesehen, mit folgendem:
einer Schweißeinrichtung, die einer fortlaufenden zyklischen Bewegung entlang einer geschlossenen Trajektorie mit einem Zykluszeitabschnitt ausgesetzt ist, wobei die Schweißeinrichtung die Folie quer verschweißt, während sie sich in einem Schweißbereich bewegt, und
einer Zustelleinrichtung zum Zuführen der langgezogenen Schlauchfolie an die Schweißeinrichtung entlang eines bestimmten Folienwegs, wobei die Antriebseinrichtung eine vorbestimmte Länge einer Folie an die Schweißeinrichtung während des Zykluszeitabschnitts zuführt, und wobei die Folie mit einer Folienzufuhrgeschwindigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit aufweist, um die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung und/oder die Folienzufuhrgeschwindigkeit während aufeinanderfolgender Zyklen derart zu ändern, daß die Folienzufuhrgeschwindigkeit über mindestens einen Abschnitt des Schweißbereichs höher oder geringer als die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung ist, und wobei die Geschwindigkeit derart geändert wird, daß der Zykluszeitabschnitt und die Zufuhr der vorbestimmten Länge einer Folie während des Zykluszeitabschnitts im wesentlichen konstant gehalten werden.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Querschweißvorrichtung vorgesehen, mit einer Schweißeinrichtung zum quer Verschweißen einer langgezogenen Schlauchfolie und einer Antriebseinrichtung zum Zuführen der langgezogenen Schlauchfolie an die Schweißeinrichtung entlang eines bestimmten Folienwegs mit den folgenden Schritten:
Veranlassen der Schweißeinrichtung, sich einer fortlaufenden zyklischen Bewegung mit einem Zykluszeitabschnitt so auszusetzen, daß sie die Folie quer verschweißt, während sie sich in einem Schweißbereich bewegt; und
Veranlassen der Zustelleinrichtung, eine vorbestimmte Folienlänge an die Schweißeinrichtung während des Zykluszeitabschnitts zuzuführen, wobei die Folie mit einer Folienzufuhrgeschwindigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt aufweist:
Ändern der Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung und/oder der Folienzufuhrgeschwindigkeit während mindestens eines Abschnitts von aufeinanderfolgenden Zyklen derart, daß die Folienzufuhrgeschwindigkeit über mindestens einen Abschnitt des Schweißbereichs höher oder geringer als die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung ist, wobei die Geschwindigkeit derart geändert wird, daß der Zykluszeitabschnitt und die Zufuhr der vorbestimmten Folienlänge während des Zykluszeitabschnitts im wesentlichen konstant gehalten werden.
Wenn sie in einer Tütenherstellungsvorrichtung enthalten ist, ermöglicht es die Erfindung, die Produktivität der Tütenherstellungsvorrichtung zu verbessern.
Die Probleme der vorstehend beschriebenen Tütenherstellungsvorrichtungen des Stands der Technik können überwunden werden, indem eine Querschweißvorrichtung vorgesehen wird, die derart gesteuert wird, daß selbst Gegenstände mit einer geringen Volumendichte schneller, in Tüten eingefüllt werden können.
Bei einem Beispiel ist eine Schweißvorrichtung gemäß der Erfindung im allgemeinen von einer Bauart, die ein Paar Schweißbacken an gegenüberliegenden Seiten des vertikalen Wegs einer schlauchförmig ausgebildeten Folie hat, die nach unten gezogen wird, und die daran angepaßt sind, sich einer zyklischen Bewegung entlang im allgemeinen D-förmigen Trajektorien auszusetzen, wobei jede einen im wesentlichen geraden vertikalen Abschnitt entlang des Wegs der Folie und einen gebogenen Rückwegabschnitt hat. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Paar Schweißbacken steuerbar schneller oder langsamer als die Geschwindigkeit der Folie bewegt werden, in Abhängigkeit, ob es erwünscht ist, ein Abstreifen durch ein Streichen der Folie nach unten zu bewirken, oder die Folie dazu zu bringen, sich zu lockern und zu blähen oder "aufzublasen", um es für die Gegenstände innerhalb zu erleichtern, tiefer in Richtung auf den Boden der ausgebildeten Tüte zu fallen. Die Geschwindigkeit der Schweißbacken entlang der Rückwege wird derart abgestimmt, daß die Dauer der zyklischen Bewegung der Schweißbacken dieselbe ist, wie die für die Folie erforderliche Zeit, um sich über eine Strecke zu bewegen, die gleich der Länge der hergestellten individuellen Tüten ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an den Schweißbacken Abstreifplatten angebracht, um sich bei einem Bewegen nach unten vor den Schweißbacken zu bewegen, wobei der geradlinige Abschnitt der D-förmigen Trajektorien der Schweißbacken in einen Abstreifbereich auf der oberen Hälfte und einen Schweißbereich auf der unteren Hälfte geteilt wird. Eine oder beide Geschwindigkeiten, mit denen sich die Schweißbacken und die Folie nach unten bewegen, werden derart geändert, daß die Geschwindigkeit der Schweißbacken in dem Abstreifbereich schneller als die Folie ist, so daß die Folie abgestreift wird, und sich die Folie in dem Schweißbereich schneller als die Schweißbacken bewegt, so daß sich die Folie aufbläst.
Eine Tütenherstellungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist durch ein Enthalten einer die Erfindung verkörpernde Querschweißvorrichtung gekennzeichnet.
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Patentschrift enthalten sind und einen Teil dieser Patentschrift bilden, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Es zeigen:
Fig. 1 ist eine schematische diagonale Ansicht eines Abschnitts von einer Tütenherstellungsvorrichtung, die eine diese Erfindung verkörpernde Querschweißvorrichtung enthält;
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts von einer die Erfindung verkörpernden
Querschweißvorrichtung, die auch deren Steuereinheit und die Bewegung von ihren Schweißbacken zeigt;
Fig. 3A und 3B sind schematische Seitenansichten der Querschweißvorrichtung von Fig. 2, die die Wirkungen einer Geschwindigkeitsänderung von ihren Schweißbacken zeigen;
Fig. 4 ist ein Diagramm einer Schweißbackenbewegung bei den Abstreif- und Aufblasbetriebsarten;
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts von einer weiteren die Erfindung verkörpernden Querschweißvorrichtung, die auch deren Steuereinheit und die Bewegung von ihren Schweißbacken zeigt;
Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm der in Fig. 5 gezeigten Querschweißvorrichtung;
Fig. 7 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts von noch einer weiteren die Erfindung verkörpernden Querschweißvorrichtung, die auch deren Steuereinheit und die Bewegung von ihren Schweißbacken zeigt;
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm der in Fig. 7 gezeigten Querschweißvorrichtung;
Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts von noch einer weiteren die Erfindung verkörpernden Querschweißvorrichtung, die auch deren Steuereinheit und die Bewegung von ihren Schweißbacken zeigt; und
Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm der in Fig. 9 gezeigten Querschweißvorrichtung.
Hier werden im wesentlichen ähnliche Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, selbst wenn sie zu Schweißvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung gehören.
Fig. 1 zeigt eine Verpackungsmaschine 90 einer vertikalen Kissenbauart zum Ausbilden, Befüllen und Verschweißen als ein Beispiel einer die (bei 110 nur schematisch veranschaulichten) Querschweißvorrichtung enthaltenden Tütenherstellungsvorrichtung, die gemäß dieser Erfindung gesteuert wird. Ein flexibles, langgezogenes, thermoplastisches Tütenausbildungsmaterial f ("eine Folie") hat ursprünglich die Form einer um eine (als Bahnstützeinrichtung dienende) Welle 95 herum gestützten Bahnrolle 92. Die Folie f wird von der Bahnrolle 92 abgezogen, durch eine Mehrzahl von Führungswalzen (mit Pendelwalzen) 105 zu einer Formeinrichtung 98 geführt, deren Funktion es ist, die Folie f in eine schlauchförmige Gestalt zu biegen, gleitet darauf, um ihre Bewegungsrichtung zu ändern, und wird durch eine Folienabzugseinheit 100 nach unten gezogen, die ein Paar zueinander parallel laufender Abzugsriemen 101 und eine Längsschweißvorrichtung in der Form eines Heizriemens 102 umfaßt, um die sich überlappenden Kantenteile der Folie f miteinander zu verschweißen. Die Folie f, die nun eine zylindrische Form hat, wird durch die Querschweißvorrichtung 110 horizontal verschweißt (das heißt, quer zu ihrer nach unten gerichteten Bewegungsrichtung). Die Steuereinheit zum Steuern der Bewegungen der Folienabzugseinheit 100 und die Querschweißvorrichtung 110 sind in Fig. 1 nicht gezeigt.
Eine Querschweißvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist im Aufbau zu derjenigen ähnlich, die durch einen der gegenwärtigen Erfinder in der Japanischen Patentschrift Tokkai 5-77805 (die hier durch Bezugnahme enthalten ist) offenbart ist, und hat, wie schematisch in Fig. 2 gezeigt ist, ein Paar Schweißbacken 1, von denen jede an einem Ende durch ein Paar Dreharme 2 auf entgegengesetzten Seiten des nach unten gerichteten Wegs der nun schlauchförmig geformten Folie f gestützt werden. Die Dreharme 2 sind daran angepaßt, sich um jeweilige Wellen 3 mittels ihrer entgegengesetzten Enden in zueinander entgegengesetzten Richtungen und von oben gesehen "nach innen" zu drehen, so daß die durch die Dreharme 2 gestützten Schweißbacken 1 die Folie f von beiden Seiten schichtweise zwischen sich aufnehmen und sich mit ihr nach unten bewegen. Um die Schweißbacken 1 im allgemeinen in D- förmigen Trajektorien zu bewegen, sind die Wellen 3 der Dreharme 2 daran angepaßt, sich durch positive oder negative Drehungen eines (schematisch bei 4 gezeigten) Spannschloßmechanismus aufeinander zu oder voneinander weg zu bewegen. In Fig. 2 gibt das Bezugszeichen 6 im allgemeinen eine Schweißbackenantriebseinrichtung an, die durch eine Steuereinheit 10 gesteuert wird. Auf den näherungsweise geraden Abschnitt der D-förmigen Trajektorie für jede Schweißbacke 1 wird hier als der Schweißbereich RS und auf deren gebogenen Bereich als der Rückweg Rr Bezug genommen.
Die Steuereinheit 10 gemäß dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine veränderliche Geschwindigkeit VS der Schweißbacken 1 in dem Schweißbereich Rs ohne der Notwendigkeit gestattet, die. Dauer der zyklischen Bewegung der Dreharme 2 zu ändern.
Als nächstes werden Wirkungen auf die Folie f bei einem Verändern der Schweißbackengeschwindigkeit VS in dem Schweißbereich unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B erläutert. Falls die Schweißbackengeschwindigkeit VS geringer als die Foliengeschwindigkeit Vf (mit der die Folie f durch die Folienabzugseinheit 100 abgezogen wird) ist, oder falls VS = Vf + ΔV mit ΔV < O ist, wird der Teil der Folie f, der sich in dem Schweißbereich hinter den (oder auf der stromaufwärtigen Seite der) Schweißbacken 1 bewegt, gelockert (oder "aufgeblasen"), wie in Fig. 3A gezeigt ist. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Schweißbacken 1 den Boden des Schweißbereichs RS erreichen, wird die schlauchförmig ausgebildete Folie f völlig ausgedehnt (oder aufgeblasen), um es selbst Gegenständen mit einer geringen Volumendichte zu erleichtern, schnell in Richtung auf den Boden zu fallen, wobei das Befüllen der Tüte erzeugt wird.
Falls die Schweißbackengeschwindigkeit VS größer als die Foliengeschwindigkeit Vf, oder falls VS = Vf + ΔV, mit ΔV > 0 ist, streichen die Schweißbacken 1 andererseits die äußeren Flächen der Folie f nach unten. Dies hat die Wirkung, daß das Volumen des Raums innerhalb der schlauchförmigen Folie f verringert wird, wie in Fig. 3B gezeigt ist, was aber vorteilhaft sein kann, da in dem Schweißgebiet verbleibende pulver-ähnliche kleine Bestandteile dadurch entfernt werden, was eine verläßlichere Schweißverbindung zum Ergebnis hat.
Eine derartige Zunahme oder Abnahme der Schweißbackengeschwindigkeit 1 muß innerhalb derselben Dauer der zyklischen Bewegung der Schweißbacken 1 bewirkt werden, ohne die anderen Teile der Tütenherstellungsvorrichtung 90, wie ihr Folientransportsystem oder ein (nicht gezeigtes) Wiegesystem für die zu verpackenden Gegenstände, zu beeinflussen. Mit anderen Worten, wenn die für die Bewegung der Schweißbacken durch den gesamten Schweißbereich RS (der Länge L) und für die Rückkehr zu dem oberen Ende des Schweißbereichs RS durch den Rückweg Rr jeweils mit ts und tr bezeichnet werden, muß die Geschwindigkeit der Schweißbacken 1 über den Rückweg Rr derart bestimmt werden, daß:
ts + tr = konstant = 1/n (1)
wobei n die Anzahl von pro Zeiteinheit herzustellenden Tüten ist. Da
ts = L/Vs = L/(Vf + Av) r (2)
kann gefolgert werden, daß die Bewegung der Schweißbacken 1 derart gesteuert werden sollte, daß
tr = 1/n - L/Vg = 1/n - L/(Vf + AV). (3)
Daten, wie die Anzahl n der pro Zeiteinheit herzustellenden Tüten und die Foliengeschwindigkeit Vf werden durch eine schematisch mit 14 in Fig. 2 gezeigte Dateneingabeeinrichtung, wie eine Tastatur, eingegeben. Eine Recheneinrichtung 11 der Steuereinheit 10 dient zum Berechnen von nicht nur der Schweißbackengeschwindigkeit VS in dem Schweißbereich RS, sondern auch von deren Rückkehrgeschwindigkeit Vr über den Rückweg Rr aus den durch die Eingabeeinrichtung 14 eingegebenen Daten und der vorstehend genannten Gleichung (3). Die durch die Recheneinrichtung 11 erhaltenen Daten stützen sich auf eine Schweißbackenbewegungssteuereinrichtung 12 zum Antreiben der Schweißbackenantriebseinrichtung 6, um die Dreharme 2 sowohl für den Schweißbereich RS, wie auch für den Rückweg Rr zu bewegen, indem empfangene Daten auf bekannte Weisen in Frequenzen oder Impulsanzahlen konvertiert werden, abhängig davon, ob eine Wechselstrominduktion oder Schrittmotoren für ein Antreiben der Dreharme 2 verwendet werden.
Um detaillierter zu erläutern, wie eine Tütenherstellungsvorrichtung mit einer somit gesteuerten Querschweißvorrichtung verwendet wird, um Gegenstände mit einer geringen Volumendichte, wie Kartoffelchips, zu verpacken, kann ein Benutzer die "Aufblasbetriebsart" wählen und die Länge der herzustellenden Tüten eingeben. Daraufhin verringert die Recheneinrichtung 11 die Schweißbackengeschwindigkeit VS in dem Schweißbereich RS um ΔV von ihrem Wert bei der normalen Betriebsart (durch ein Verringern der Umdrehungsgeschwindigkeit ω der Dreharme 2) und berechnet aus (3) deren Rückkehrgeschwindigkeit Vr auf dem Rückweg Rr und gibt diese Geschwindigkeitswerte an die Schweißbackenantriebseinrichtung 6 aus. Die Schweißbacken 1 werden entsprechend mit derart abgewandelten Geschwindigkeiten angetrieben, wie durch die durchgezogene Kurve in Fig. 4 gezeigt ist, ohne die Dauer ihrer gesamten zyklischen Bewegung zu ändern. Als Ergebnis wird der Teil der Folie f, der sich hinter den Schweißbacken 1 bewegt, aufgeblasen und gelockert, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 3A gezeigt ist, und gestattet es den Gegenständen, leichter in die Tüte zu fallen und deren Boden ohne weitere Schwierigkeit zu erreichen.
Falls andererseits die "Abstreif-Betriebsart" gewählt wird, wird die Schweißbackengeschwindigkeit Vs in dem Schweißbereich RS statt dessen um ΔV durch ein Erhöhen der Umdrehungsgeschwindigkeit ω der Dreharme 2, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 gezeigt ist, erhöht und die Rückkehrgeschwindigkeit Vr auf dem Rückweg Rr verringert, um die gesamte Dauer der zyklischen Bewegung unverändert zu lassen.
Bei einer Abwandlung des vorstehend genannten kann die Steuereinheit 10 daran angepaßt sein, einen Wert der Erhöhung ΔV in Abhängigkeit von zusätzlichen Daten, wie der Art der zu verpackenden Gegenstände oder des Materials (oder der physikalischen Eigenschaften) der Folie f zu wählen.
Eine verbesserte Steuerung gemäß dieser Erfindung kann auch bei Querschweißvorrichtungen einer anderen Bauart bewirkt werden, die zum Beispiel in der Japanischen Gebrauchsmusterschrift Jikkai 6-20209 (die hier auch durch Bezugnahme enthalten ist) offenbart und schematisch in Fig. 5 gezeigt ist, und zusätzlich zu den vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschriebenen Komponenten der Querschweißvorrichtung ein Paar Abstreifplatten 7 hat. Somit sind diejenigen der Komponenten der Querschweißvorrichtung von Fig. 5, die im wesentlichen dieselben oder zumindest im Aufbau oder der Funktion ähnlich wie diejenigen sind, die in Fig. 2 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen angegeben, wie die Schweißbacken 1, die Dreharme 2 und die Schweißbackenantriebseinrichtung 6. Die Schweißbackenantriebseinrichtung 6 ist daran angepaßt, die Schweißbacken 1 dazu zu bringen, sich auf im allgemeinen D-förmigen Trajektorien zu bewegen, die entlang des Wegs der Folie f im wesentlichen gerade nach unten gerichtete Abschnitte umfassen. Das Paar Abstreifplatten 7 ist an der Bodenseite der Schweißbacken 1 festgesetzt, wobei sie von den inneren gegenüberliegenden Flächen der Schweißbacken 1 aus nach innen in Richtung zueinander vorstehen, wie (wenn auch nur schematisch) in Fig. 5 gezeigt ist, um sich vor den Schweißbacken 1 zu bewegen, wenn sie auf dem gerade nach unten gerichteten Abschnitt ihrer im allgemeinen D-förmigen Trajektorien nach unten bewegt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der vorstehend genannte gerade Abschnitt der D-förmigen Trajektorien der Schweißbacken 1 in einen Abstreifbereich, in dem die Abstreifplatten 7 die Folie von beiden Seiten abstreifen, und einen Schweißbereich unterteilt, in dem ein quer Verschweißen der Folie f bewirkt wird, wobei der Schweißbereich unterhalb des Abstreifbereichs liegt, so daß die Schweißbacken 1 und die Abstreifplatten 7 bei jedem Zyklus den Abstreifbereich vor dem Schweißbereich durchqueren. Die Längen der Abstreif- und der Schweißbereiche sind in Fig. 5 jeweils durch die Symbole La und Lb angegeben.
Auf der Grundlage von durch die Dateneingabeeinrichtung 14 eingegebenen Daten, wie der erwünschten Anzahl n der pro Zeiteinheit herzustellenden Tüten, der Länge jeder herzustellenden Tüte, der Verschweißzeit Tb (die für die Schweißbacken 1 erforderlich ist, um die Strecke Lb des Schweißbereichs abzudecken) und der Abstreifstrecke (die als die Längsstrecke definiert ist, über die jede Tüte abgestreift wird), steuert die Steuereinheit 10 die Schweißbackenantriebseinrichtung 6 gemäß der durch die Rechnungseinrichtung 11 ausgeführten Berechnungen und durch eine Bewegungssteuereinrichtung 12, derart, daß die Geschwindigkeit Vha der vertikalen Bewegung der Abstreifplatten 7 (und somit auch die der Schweißbacken 1) in dem Abstreifbereich größer ist, als die Foliengeschwindigkeit Vf (gleich der n-fachen Länge jeder Tüte), mit der die Folie f durch die Abziehriemen 101 abgezogen wird (wie Vha = 1.5 Vf), und daß die Geschwindigkeit Vhb der vertikalen Bewegung der Abstreifplatten 7 in dem Schweißbereich geringer ist, als Vf (wie Vhb = Lb/Tb = 0.5Vf) in dem Abstreifbereich.
Die vorstehend beschriebene Betriebsart ist in Fig. 6 durch ein Zeitdiagramm schematisch veranschaulicht, in dem Ta die Abstreifzeit ( = La/Vha) angibt, die für die Schweißbacken 1 erforderlich ist, um die Strecke La des Abstreifbereichs abzudecken und T ( = 1/n) die Dauer des zyklischen Vorgangs der Tütenherstellungsvorrichtung ist, die die Rückkehrzeit Tc umfaßt, die für die Schweißbacken 1 erforderlich ist, um sich auf den bogenförmigen Teilen ihrer Trajektorien von dem Ende (am Boden) des Schweißbereichs zurück zu dem Anfang (am oberen Ende) des Abstreifbereichs zu bewegen. Um zum Beispiel 90 Tüten mit einer Länge von 195 mm pro Minute mit einer erforderlichen Verschweißzeit Tb von 120 ms und einem Festsetzen der Abstreifstrecke auf 20 mm herzustellen, kann bestimmt werden, daß Vf = 292 mm/s, wobei die Querschweißvorrichtung derart gesteuert werden kann, daß Ta = 68 ms, Vha = 438 mm/s und Vhb = 146 mm/s. Die Recheneinrichtung 11 dient auch dazu, die Geschwindigkeit der Schweißbacken 1 auf ihren Rückwegen derart festzusetzen, daß die Dauer der zyklischen Bewegung der Schweißbacken 1 nicht abgewandelt werden muß, oder derart, daß die Schweißbacken 1 eine vollständige Umdrehung auf ihren geschlossenen D-förmigen Trajektorien machen können, während sich die Folie f um eine Strecke bewegt, die gleich der Länge einer jeden herzustellenden Tüte ist. Da die Schweißbacken 1 auf ihren Rückwegen von der Folie f getrennt werden und die Folie f weder abstreifen noch verschweißen, wird die Geschwindigkeit der Schweißbacken 1 auf ihren Rückwegen in Fig. 6 nur schematisch und durch eine gestrichelte Linie angegeben.
Mit der derart gesteuerten Bewegung der Schweißbacken 1 wird die Folie f zu dem Zeitpunkt, an dem sie das Ende (Boden) des Abstreifbereichs erreicht, gut zusammengequetscht, aber sie wird zu dem Zeitpunkt gut abgerundet, an dem sie sich dem Ende (Boden) des Schweißbereichs nähert. Das ermöglicht es, die Tüten selbst mit Gegenständen schnell zu befüllen, die eine geringe Volumendichte haben, wie Kartoffelchips, während kleine Stücke daran gehindert werden, zwischen den Schweißbacken 1 hängenzubleiben, wenn diese ein quer Verschweißen bewirken. Als Ergebnis kann der Vorgang des Verpackens und Ausbildens unter Einsparung von zusätzlicher Zeit ausgeführt werden, wobei die Dauer des zyklischen Vorgangs der Tütenherstellungsvorrichtung verringert werden kann. Mit anderen Worten kann die Gesamteffizienz des Verpackungsvorgangs verbessert werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen anderen Weg, den Vorgang einer Querschweißvorrichtung zu steuern, die im wesentlichen identisch oder zumindest ähnlich zu der vorstehend beschriebenen aufgebaut ist.
Eine weitere Steuereinheit 20 für eine ähnlich aufgebaute Querschweißvorrichtung ist schematisch in Fig. 7 gezeigt. Bei dieser Querschweißvorrichtung wird die Bewegung der Schweißbacken 1 so gesteuert, daß die Geschwindigkeit ihrer Bewegung nach unten auf den geraden Abschnitten ihrer im allgemeinen D-förmigen Trajektorien über sowohl die Abstreif- als auch die Schweißbereiche konstant Vh ist, wie durch die durchgehende Kurve in Fig. 8 gezeigt ist. Daten wie die Anzahl n der pro Zeiteinheit herzustellenden Tüten und das Aufblasen der Folie f werden durch eine Dateneingabeeinrichtung 24 eingegeben und durch eine Recheneinrichtung 21 verwendet, um die Bewegungsgeschwindigkeit der Folie f derart zu bestimmen, daß ihre Geschwindigkeit Vfa nach unten, während die Schweißbacken 1 in dem Abstreifbereich sind, geringer als Vh ist, und daß ihre Geschwindigkeit Vfb, während die Schweißbacken 1 in dem Schweißbereich sind, größer als Vh ist, wie durch die gestrichelte Kurve in Fig. 8 angegeben ist. Die Steuereinheit 20 steuert eher die Bewegung der Abziehriemen 101 (durch eine schematisch mit 8 in Fig. 7, wie auch in Fig. 5 gezeigte Abziehriemenantriebseinrichtung) als die Schweißbackenantriebseinrichtung 6. Die Steuereinheit 20 bestimmt auch die Geschwindigkeit der Folie, während die Schweißbacken 1 auf den Rückwegen sind, derart, daß die Dauer der zyklischen Bewegung der Schweißbacken 1 dieselbe ist wie die für die Folie f erforderliche Zeit, um um eine Strecke abgezogen zu werden, die gleich der Länge einer jeden hergestellten Tüte ist. Die Geschwindigkeiten der Folie und der Schweißbacken 1, während die Schweißbacken 1 auf ihren Rückwegen sind, sind nur schematisch in Fig. 8 dargestellt. Es soll jedoch verstanden werden, daß das einem Zyklus eines Vorgangs entsprechende Gebiet unter der gestrichelten Kurve in Fig. 8 die Länge der Tüte darstellen muß. In Fig. 7 gibt das Bezugszeichen 22 eine Einrichtung zum Steuern der Bewegung der Abziehriemenantriebseinrichtung 8 gemäß den Ergebnissen der Berechnung der Recheneinrichtung 21 an.
Noch eine weitere Steuereinheit 30 für eine ähnlich aufgebaute Querschweißvorrichtung ist schematisch in Fig. 9 gezeigt, die daran angepaßt ist, die Geschwindigkeiten sowohl der Schweißbacken 1 (durch die Schweißbackenantriebseinrichtung 6), wie auch der Folie f (durch die Abziehriemenantriebseinrichtung 8) derart zu ändern, daß die Geschwindigkeit der Schweißbacken Vha in dem Abstreifbereich größer als die Foliengeschwindigkeit Vfa ist, und daß deren Geschwindigkeit Vhb in dem Schweißbereich geringer als die Foliengeschwindigkeit Vfb in diesem Bereich ist, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Geschwindigkeiten der Schweißbacken 1 und der Folie f, während die Schweißbacken 1 auf ihren Rückwegen sind, werden durch eine Recheneinrichtung 31 derart berechnet, daß die Dauer der zyklischen Bewegung der Schweißbacken 1 dieselbe ist, wie die für die Folie f erforderliche Zeit, um um eine Strecke abgezogen zu werden, die gleich der Länge einer jeden hergestellten Tüte ist. Die Geschwindigkeiten der Folie und der Schweißbacken 1 während die Schweißbacken auf ihren Rückwegen sind, sind nur schematisch in Fig. 10 dargestellt. Es soll wieder daran erinnert werden, daß das einem Zyklus eines Vorgangs entsprechende Gebiet unter der gestrichelten Kurve in Fig. 10 der Länge der Tüte entsprechen muß. In Fig. 9 geben die Bezugszeichen 32 und 33 jeweils Einrichtungen zum Steuern der Bewegung der Schweißbackenantriebseinrichtung 6 und der Abziehriemenantriebseinrichtung 8 gemäß den Ergebnissen der Berechnungen durch die Recheneinrichtung 21 an.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf nur eine beschränkte Anzahl von Beispielen beschrieben wurde, sind diese nicht gedacht, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken. Die Beschreibung der Patentschrift ist gedacht, breit ausgelegt zu werden. Obwohl zum Beispiel die Abstreif- und Schweißbereiche manchmal einfach beschrieben wurden, die obere und die Bodenhälfte des vertikalen Abschnitts einer D- förmigen Trajektorie zu sein, müssen sie jeweils nicht exakt die Hälfte betragen, das heißt, La und Lb müssen nicht gleich große Längen sein.

Claims

1. Querschweißvorrichtung (110) zum quer Verschweißen einer langgezogenen Schlauchfolie (f), mit folgendem:

einer Schweißeinrichtung (1), die einer fortlaufenden zyklischen Bewegung entlang einer geschlossenen Trajektorie mit einem Zykluszeitabschnitt ausgesetzt ist, wobei die Schweißeinrichtung die Folie quer verschweißt, während sie sich in einem Schweißbereich bewegt, und

einer Zustelleinrichtung zum Zuführen der langgezogenen Schlauchfolie an die Schweißeinrichtung entlang eines bestimmten Folienwegs, wobei die Antriebseinrichtung eine vorbestimmte Länge einer Folie an die Schweißeinrichtung während des Zykluszeitabschnitts zuführt, und wobei die Folie mit einer Folienzufuhrgeschwindigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit (10) aufweist, um die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung (1) und/oder die

Folienzufuhrgeschwindigkeit während aufeinanderfolgender Zyklen derart zu ändern, daß die Folienzufuhrgeschwindigkeit über mindestens einen Abschnitt des Schweißbereichs höher oder geringer als die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung ist, und wobei die Geschwindigkeit derart geändert wird, daß der Zykluszeitabschnitt und die Zufuhr der vorbestimmten Länge einer Folie während des Zykluszeitabschnitts im wesentlichen konstant gehalten werden.

2. Querschweißvorrichtung nach Anspruch 1 mit weiterhin einer Antriebseinrichtung (3, 4), um die Schweißeinrichtung zu veranlassen, sich entlang der geschlossenen Trajektorie zu bewegen, wobei die Trajektorie näherungsweise D-förmig ist und einen im wesentlichen geraden Teil, der dem Schweißbereich entspricht, und einen gebogenen Teil umfaßt, der dem schweißfreien Bereich entspricht.

3. Querschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (10) Geschwindigkeiten der Schweißeinrichtung in dem Schweißbereich und in dem schweißfreien Bereich auf der Grundlage der Folienzufuhrgeschwindigkeit bestimmt.

4. Querschweißvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (10) die Bewegungsgeschwindigkeit der Schweißeinrichtung (1) in der zyklischen Bewegung ändert, ohne die Zeitdauer der zyklischen Bewegung zu verändern.

5. Querschweißvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schweißeinrichtung ein Paar von auf gegenüberliegenden Seiten des Folienwegs angeordneten Schweißeinheiten (1) hat, wobei das Paar von Schweißeinheiten daran angepaßt ist, sich einer zyklischen Bewegung auszusetzen und die Folie quer zu verschweißen, um dadurch eine Tüte auszubilden, während sie sich auf einem angrenzenden Weg entlang des Folienwegs in dem Schweißbereich bewegen, wobei der Schweißbereich einen Abstreifabschnitt, in dem die Schweißeinheiten einem Abstreifen von Gegenständen innerhalb der Folie dienen, und einem Schweißabschnitt (Re) hat, in dem die Schweißeinheiten (1) die Folie (f) quer verschweißen, wobei die Schweißeinheiten den Abstreifabschnitt direkt vor dem Schweißabschnitt in der zyklischen Bewegung durchlaufen; und wobei die Steuereinheit (10) die Schweißeinheiten (1) veranlaßt, sich in dem Abstreifabschnitt schneller und in dem Schweißabschnitt langsamer als die Folie zu bewegen.

6. Querschweißvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (10) die Schweißeinheiten (1) veranlaßt, sich in dem Abstreifabschnitt schneller als in dem Schweißabschnitt zu bewegen.

7. Querschweißvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit die Folie veranlaßt, sich schneller zu bewegen, während die Schweißeinheiten in dem Schweißabschnitt sind, als wenn die Schweißeinheiten in dem Abstreifabschnitt sind.

8. Tütenherstellungsvorrichtung, die daran angepaßt ist, eine langgezogene Tütenherstellungsfolie in eine schlauchförmige Gestalt zu biegen, um eine Tüte auszubilden und diese Tüte gleichzeitig mit einer Ladung von Gegenständen zu befüllen, wobei die Tütenherstellungsvorrichtung folgendes aufweist:

eine Bahnstützeinrichtung, die eine Bahnrolle (92) mit einer Bahn (f) der langgezogenen um eine Kernwelle (95) gewickelten Folie stützt;

eine Formeinrichtung (98) zum Formen der Bahn in eine schlauchförmige Gestalt;

eine Bahnführungseinrichtung (105) zum Führen der Bahn von der Bahnrolle zu der Formeinrichtung und der schlauchförmig geformten Bahn auf einem Folienweg in Längsrichtung nach unten;

eine Längsschweißvorrichtung (102) zum Verschweißen von Seitenkanten der schlauchförmig geformten Bahn in Längsrichtung;

eine Folienabzugseinrichtung (101), um die Folie zu veranlassen, sich auf dem Folienweg nach unten mit einer Folienzufuhrgeschwindigkeit zu bewegen; und

eine Querschweißvorrichtung (110) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.

9. Tütenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Folienabzugseinrichtung (101) die Folie mit einer konstanten Folienzufuhrgeschwindigkeit abzieht und die Steuereinheit (10) die Schweißeinheiten veranlaßt, sich in einem Abstreifabschnitt schneller als in einem Schweißabschnitt zu bewegen.

10. Tütenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (10) die Folienabzugseinrichtung (101) veranlaßt, die Folie schneller zu bewegen, wenn die Schweißeinheiten in einem Schweißabschnitt sind, als wenn die Schweißeinheiten in dem Abstreifabschnitt sind.

11. Verfahren zum Betreiben einer Querschweißvorrichtung mit einer Schweißeinrichtung zum quer Verschweißen einer langgezogenen Schlauchfolie und einer Antriebseinrichtung zum Zuführen der langgezogenen Schlauchfolie an die Schweißeinrichtung entlang eines bestimmten Folienwegs mit den folgenden Schritten:

Veranlassen der Schweißeinrichtung, sich einer fortlaufenden zyklischen Bewegung mit einem Zykluszeitabschnitt so auszusetzen, daß sie die Folie quer verschweißt, während sie sich in einem Schweißbereich bewegt; und

Veranlassen der Zustelleinrichtung, eine vorbestimmte Folienlänge an die Schweißeinrichtung während des Zykluszeitabschnitts zuzuführen, wobei die Folie mit einer Folienzufuhrgeschwindigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt aufweist:

Ändern der Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung und/oder der Folienzufuhrgeschwindigkkeit während mindestens eines Abschnitts von aufeinanderfolgenden Zyklen derart, daß die Folienzufuhrgeschwindigkeit über mindestens einen Abschnitt des Schweißbereichs höher oder geringer als die Geschwindigkeit der Schweißeinrichtung ist, wobei die Geschwindigkeit derart geändert wird, daß der Zykluszeitabschnitt und die Zufuhr der vorbestimmten Folienlänge während des Zykluszeitabschnitts im wesentlichen konstant gehalten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schweißbereich einen Abstreifabschnitt, in dem die Schweißeinheiten einem Abstreifen von Gegenständen innerhalb der Folie dienen, und einen Schweißabschnitt (Re) umfaßt, in dem die Schweißeinheiten (1) die Folie (f) quer verschweißen, wobei die Schweißeinheiten den Abstreifabschnitt direkt vor dem Schweißabschnitt in der zyklischen Bewegung durchlaufen; und wobei das Verfahren weiterhin den Schritt aufweist, die Schweißeinheiten (1) zu veranlassen, sich in dem Abstreifabschnitt schneller und in dem Schweißabschnitt langsamer als die Folie zu bewegen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verfahren den Schritt aufweist, die Schweißeinheiten (1) zu veranlassen, sich in dem Abstreifabschnitt schneller als in dem Schweißabschnitt zu bewegen.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Verfahren den Schritt aufweist, die Folie zu veranlassen, sich schneller zu bewegen, während die Schweißeinheiten in dem Schweißabschnitt sind, als wenn die Schweißeinheiten in dem Abstreifabschnitt sind.