DE69603212T2

DE69603212T2 - Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus einem heisssiegelbaren Kunststoffmaterial mit Mitteln zum Regeln des Siegeldrucks

Info

Publication number: DE69603212T2
Application number: DE69603212T
Authority: DE
Inventors: Paolo Simionato
Original assignee: Simionato SpA
Current assignee: Simionato SpA
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: DE69603212D1; US5669201A; ES2136337T3; IT1273527B; EP0736456A1; ITMI950728A0; ITMI950728A1; EP0736456B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus heißsiegelbarem Kunststoffmaterial. Es wird vorzugsweise in einer Maschine zum Verpacken eines losen Produktes in Beuteln o. dgl. in heißsiegelbares Material, das eine vorbestimmte Produktmenge enthält, verwendet.
In Verpackungsmaschinen des oben bezeichneten Typs wird ein schlauchförmiger Streifen, im allgemeinen aus heißsiegelbarem Material in Längsrichtung eingeführt und allmählich mit Produktportionen gefüllt, wobei die Siegelvorrichtung durch Verschweißen der gegenüberliegenden Ränder des schlauchförmigen Streifens eine Vielzahl von Packungen bildet, die alle eine vorbestimmte Produktmenge enthalten, wobei diese Packungen anschließend voneinander durch Schneiden des Streifens in der Schweißzone getrennt werden, um Einzelpackungen des Produktes zu ergeben, die für den Verbrauch bestimmt sind. Die bekannten Schweißgeräte bestehen aus zwei gegenüberliegenden Schweißplatten in Querrichtung zu dem schlauchförmigen Streifen, die erhitzte Oberflächen zum Kontakt und Verschweißen des Streifens haben, wobei die Ränder des schlauchförmigen - Streifens in der Schweißzone miteinander verschweißt werden. Die Schweißplatten werden von entsprechenden Trägerelementen getragen, die angetrieben werden sich zyklisch zu bewegen, so daß die zwei Schweißplatten mit den Schweißflächen einander angenähert werden, die die Ränder des schlauchförmigen Streifens gegeneinander drücken und so diese zum miteinander Verschweißen veranlassen und auseinander bewegt werden, um den Durchgang des Streifens, der eine Produktportion enthält, zwischen diesen Schweißelementen zu erlauben.
Nachdem die Schweißplatten in den üblichen Schweißvorrichtungen in Kontakt gekommen sind und zwischen sich den schlauchförmigen Verpackungsstreifen aus Kunststoffmaterial zusammengedrückt haben, halten sie den Kontakt damit für eine gewisse Zeitspanne aufrecht, indem sie diesem über einen bestimmten Längsabschnitt für die Zeit folgen, die zur Bildung der Schweißnaht erforderlich ist.
Darüber hinaus enthalten einige der bekannten Geräte zwischen den Schweißelementen und den entsprechenden beweglichen Trägern elastische Federn, die dazu dienen, den Kontaktrückstoß zwischen den Schweißelementen zu dämpfen.
In den bekannten Schweißgeräten werden die Träger und die relevanten Schweißplatten synchron und in entgegengesetzten Richtungen auf im wesentlichen kreisförmigen Bahnen bewegt, was in dem Fall, daß Federn benutzt werden, erlaubt, den Kontakt für einen bestimmten Abschnitt aufrechtzuerhalten, in welchem sich die Bahnen kreuzen.
Dieses elastische System zum Tragen der Schweißplatten hat, obwohl es erlaubt, den Rückstoß zwischen den Platten zu mildern und das Schadensrisiko zu vermindern, den Nachteil, nicht imstande zu sein, den Kontaktdruck zwischen den Platten zu variieren. Dies stellt ein Problem dar, wenn schlauchförmige Streifen, die unterschiedliche technische Eigenschaften, zum Beispiel unterschiedliche Dicke haben, die entsprechend größeren oder geringeren Kontaktdruck der Platten während des Versiegeln erfordern würden, versiegelt werden. Tatsächlich besteht, falls die zwei Ränder des Streifens nicht adäquat zusammengedrückt werden, die Gefahr eines unzulänglichen Versiegelns der Packung, und diese Schweißnaht könnte später reißen mit dem Nachteil, daß ein Teil des Produktes auslaufen oder Verunreinigungen in die Packung eindringen könnten, mit beträchtlichem Schaden besonders dann, wenn die Packung für Ernährungszwecke bestimmt ist. Auf der anderem Seite kann übermäßiger Druck die äußere Erscheinung der Packung beeinträchtigen, was in diesem Fall unattraktiv wäre und sie wiederum unverkäuflich machen würde.
Darüber hinaus brechen die Federn als Folge von Ermüdung nachdem sie einer bestimmten Anzahl von Arbeitszyklen ausgesetzt waren.
Ein weiterer Nachteil, der beim Gebrauch üblicher Vorrichtungen zum Versiegeln festgestellt wurde, betrifft die Tatsache, daß, falls das Material, aus dem er hergestellt ist oder die Dicke des Verpackungsstreifens längere Kontaktzeiten erfordern, die Geschwindigkeit reduziert werden muß, mit der der Streifen zugeführt wird, um ausreichende Schweißnähte zu ergeben, d. h. die Verpackungsgeschwindung ist reduziert und damit die Menge an fertiggestellten Einheiten.
EP-A-0 192605 offenbart eine Schweißvorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus einem heißsiegelbaren Kunststoffmaterial, bei dem die Regelung des Kontaktdruckes zwischen den Schweißplatten erfolgt. EP-A-0 192 605 offenbart eine Schweißvorrichtung, bestehend aus zwei Schweißelementen, zwischen die eine schlauchförmige, zu versiegelnde Folie eingeführt wird, wobei mindestens eines dieser Schweißelemente gegen das andere Schweißelement zum Versiegeln einer Folie mit Hilfe eines Trägerkolbens bewegt wird, der auf einer gradlinigen Bahn angetrieben wird. Ein Kompressionskissen ist zwischen dem Stützkolben und dem Schweißelement und eine Reguliereinrichtung zum Variieren des Drucks eines Druckfluids wie Öl oder Luft innerhalb eines solchen Kissens vorhanden, um die gewünschte Variation der Druckkräfte zwischen den Schweißelementen zu erhalten. In EPA-0 192 605 führen die Schweißelemente eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung mit Anhalten der eingeführten Folie aus, wenn für den Siegelvorgang nötig, und das fluid-betätigbare Kissen 7 ist nur zur Regelung des Kontaktdrucks zwischen den Schweißelementen vorgesehen.
EP-A-0 469 819 offenbart eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruch 1 zum horizontalen Versiegeln, bestehend aus einem Paar länglicher Heizvorrichtungen oder -elemente auf gegenüberliegenden Seiten einer Folienpfads, auf der ein beutelbildendes Folienmaterial transportiert wird, Dreheinrichtungen, um dieses Paar von Heizvorrichtungen oder deren Träger zu veranlassen, sich in entgegengesetzen Richtungen zu drehen und jedes um eine dieses Paares zueinander paralleler, horizontaler Achsen zu drehen, wobei beide dieser Heizvorrichtungen parallel zu diesen Achse gehalten werden und eine Einrichtung zur Achsenbewegung, um kontrolliert die Trennung zwischen den zueinander parallelen Achsen zu variieren, so daß sich die Heizvorrichtungen über einen Bereich dieses Folienpfads mit einer bestimmten Länge gegeneinander drücken, während sie um diese Achsen rotieren. EP-A-0 469 819 offenbart, daß die Schweißelemente oder -vorrichtungen für einen gewissen Längsabschnitt gegeneinander gepreßt werden können, wenn die kreisförmigen Pfade der Schweißelemente sich kreuzen, um deren Drehachse zu verstellen zu können. Die Rotation und Achsenbewegung wird mittels eines komplizierten Antriebsmechanismus erzielt, der aus einer Schmidt-Kupplung besteht, die einen Satz von Drehscheiben und entsprechende Verbindungen zwischen diesen hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus heißsiegelbarem Kunststoffmaterial, vorzugsweise geeignet zur Verwendung in einer Maschine zum Verpacken des losen Produkts in Beuteln, die die Nachteile überwindet, die frühere Schweißvorrichtungen gezeigt haben. Insbesondere soll sie einen Kontaktdruck zwischen den Schweißelementen aufrechtzuerhalten, der ermöglich, wie es erforderlich ist in Anpassung an den Typ und die Dicke des verwendeten Verpackungstreifen, variiert und kontrolliert werden kann, sowie auch in der Weise, daß die Möglichkeit zum Variieren der Länge der Kontaktzeit besteht, ohne Änderungen der Verpackungsgeschwindigkeit der Maschine zu verursachen.
Ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Schweißvorrichtung zu schaffen, die zur vollständigen automatischen Steuerung mittels geeigneter computergesteuerter Mittel geeignet ist, um einen Teil einer vollautomatischen Schweißmaschine zu bilden.
Die vorstehenden Aufgaben werden durch die Schaffung einer Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus einem heißsiegelbaren Kunststoffmaterial gemäß Anspruch 1 gelöst.
Auf diese Weise ist es möglich, durch Variieren des Drucks der Flüssigkeit in dem Zylinder-Druckkammer-Kreislauf, wie erforderlich, um einen unterschiedlichen Kontaktdruck zu erhalten, der es ermöglicht die Schweißvorrichtung der vorliegenden Erfindung leicht an verschiedene Typen von Kunststoffstreifen, die zum Verpacken des Produktes benutzt werden, anpassen zu können.
Darüberhinaus ist es mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, mit der Verfügbarkeit von Computersteuerungen zum Variieren des Drucks in diesem Kreislauf das Eingreifen eines Technikers zu vermeiden und eine vollautomatisierte Verpackungsmaschine zur Verfügung zu stellen, bei der jeder beliebige Typ eines Streifens für Verpackungen benutzt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Maschine zum Verpacken eines Produktes mit einer Schweißvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist und
Fig. 3 eine Aufsicht der bevorzugten Ausführung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.
Eine Verpackungsmaschine 8, an der die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung montiert ist zeigt Fig. 1. In dieser Maschine wird ein loses Produkt mit Hilfe der oberen Einheit 9 passend abgewogen und in Portionen geteilt und dann in einen schlauchförmigen Streifen 12 gespeist, der längs zugeführt und allmählich mit diesen vorab bestimmten Portionen des Produktes gefüllt wird, bevor es versiegelt wird, um einzelne Packungen des Produktes 13 mit Hilfe der Versiegelvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Wie in Fig. 2 noch klarer gezeigt wird, wird der schlauchförmige Streifen 12, der längs zugeführt und allmählich mit vorbestimmten Portionen des Produktes 14 gefüllt wird, bei 16 mit Hilfe der Versiegelsvorrichtung 10 verschweißt, die durch Zusammendrücken und Erhitzen der gegenüberliegenden Ränder dieses schlauchförmigen Streifens 12 die Packungen 13 ergibt, die einzeln die vorbestimmte Produktportion enthalten.
Auch mit Bezug auf die nachfolgende Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Versiegelungsvorrichtung aus zwei gegenüber- und quer liegenden Schweißplatten oder -elementen 18, 18 besteht, wobei der Streifen 12 zum Durchlauf veranlaßt wird, und die von einem entsprechenden Tragelement getragen werden, die jeweils durch Bezugszahlen 20, 20 in den Figuren bezeichnet sind.
Diese Träger 20, 20 der zwei Schweißplatten oder -elemente 18, werden durch geeignete Mittel angetrieben, die hier nicht im Detail beschrieben werden, sich synchron entlang einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn mit entgegengesetzten Winkelrichtungen zu bewegen wie in den gestrichelten Positionen in Fig. 2 gezeigt, so daß diese Schweißelemente einander angenähert und durch Gegeneinanderpressen der Ränder dieses schlauchförmigen Streifens über einen gewissen Längsabschnitt, diese miteinander zu verschweißen veranlassen, und dann auseinander bewegt werden, um den Durchgang des Streifens, der eine Produktportion enthält, zwischen denselben Schweißelementen zu erlauben.
Bezugsnummer 22 in Fig. 2 bezeichnet Elektrokabel für die Stromversorgung beim Erhitzen der Schweißoberflächen der Schweißelemente 18. Entsprechend der gezeigten Ausführung der vorliegenden Erfindung, sind mindestens ein entsprechender erster und zweiter Zylinder 24 bzw. 26 für jedes dieser zwei Schweißelemente 18 vorhanden, wie in Fig. 3 klarer gezeigt, die quer zueinander beabstandet sind und die mit Hilfe eines unter Druck stehenden Fluids betätigt werden können.
Diese Fluid-betätigbaren Zylinder bestehen aus einem jeweiligen Kolben oder Stempel 25, 28, der durch einen Stößel 27 und 29 mit dem entsprechenden Schweißelement 18 verbunden ist, und einer entsprechenden Druckkammer 30, 32, die jeweils den entsprechenden Kolben enthält und mit dem Träger 20 des Schweißelementes verbunden ist.
Die Stößel 27, 29 werden mit Hilfe entsprechender Buchsen 31 und 33 an den Trägerelementen 20 geführt und getragen.
Jede der Druckkammern 30, 32 ist mit Hilfe einer entsprechenden Leitung 34, 36 mit dem entsprechenden Element 38, das das komprimierte Fluid verteilt, verbunden, das wiederum über eine entsprechenden Leitung 40 mit einer Luftkammer 42 verbunden ist, die eine bestimmte Menge komprimierten Fluids aufnehmen kann.
Die Luftkammer 42 für das komprimierte Fluid erlaubt es, darin die Druckzunahme zu entladen, die in den Tragzylinderkammern erzeugt wird, wenn die Schweißelemente miteinander in Kontakt kommen, um so im wesentlichen einen vordefinierten Kontaktdruck zwischen den Schweißelementen aufrechtzuerhalten. Das unter Druck stehende Fluid, das durch ein Netzwerk 44 oder eine andere Quelle zugeführt wird, wird in die Luftkammer 42 mit Hilfe eines geeigneten Druckreglers 46 eingespeist und der Druck innerhalb der Luftkammer wird mit Hilfe des Druckmessers 48 gemessen.
50 in Fig. 3 bezeichnet schematisch eine Einrichtung zum Einstellen des Drucks, welchen der Regler in der Luftkammer 42 zuläßt.
Diese Einrichtung 50 kann manuell vom Techniker entsprechend den Produktionsanforderungen zu dieser Zeit betrieben werden, indem er die notwendige Information vom Druckmesser 48 erhält, oder sie könnte automatisch von einer geeigneten computergesteuerten Steuereinrichtung betätigt werden.
Entsprechend einer bevorzugten Betriebsweise kann auch dafür gesorgt werden, das Aufeintreffen der Schweißelemente besonders sanft zu machen, aber gleichzeitig einen beträchtlichen Kontaktdruck während des Verschweißens zu erhalten, um einen gewissen und nicht exzessiven Druck zu veranlassen, sich zuerst in den Zylindern aufzubauen und nachdem das Aufeinandertreffen zwischen den Schweißelementen stattgefunden hat, diesen Druck in den Zylindern entsprechend dem speziellen, zu verarbeitenden Material auf einen höheren Pegel zu bringen.
Gemäß der Erfindung sind die Zylinder vorzugsweise pneumatische Zylinder und das unter Druck stehende Fluid ist vorzugsweise Preßluft. In diesem Fall könnte des Volumen des Luftkammernelements in etwa das 10fache des Volumens der Kammer jedes Zylinders betragen. Es versteht sich von selbst, daß das, was anhand der bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben und gezeigt wurde, nur als nicht einschränkendes Beispiel des beanspruchten Prinzips dient.

Claims

1. Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen aus heißsiegelbaren Kunststoffmaterial, das eine vorbestimmte Produktmenge enthält, wobei ein schlauchförmiger Streifen längs eingeführt und allmählich mit den vorbestimmten Produktmengen gefüllt wird, während die Vorrichtung zum Versiegeln durch die Verschweißung der gegenüberliegenden Ränder des schlauchförmigen Streifens mehrere Packungen bildet, die jeweils die vorbestimmten Produktportionen enthalten, wobei die Vorrichtung zum Versiegeln zwei Schweißelemente (18, 18) umfaßt, die quer zum Streifen verlaufen, einander gegenüberliegen und durch ein entsprechendes Tragelement. (20, 20) getragen werden, sowie Mittel für den synchronen Antrieb der Träger (20, 20), der zwei Schweißelemente (18, 18) entlang im wesentlichen kreisförmiger Bahnen in entgegengesetzte Winkelrichtungen, um sich aneinander anzunähern, damit die Schweißelemente (18, 18) die Ränder des schlauchförmigen Streifens gegeneinander drücken und sie zum Verschweißen miteinander veranlassen, und sich voneinander zu entfernen, um den Durchlauf zwischen den Schweißelementen (20, 20) des Streifens zu ermöglichen, der eine Produktmenge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel mindestens einen ersten und einen zweiten Zylinder (24, 26) umfassen, die durch ein unter Druck stehendes Fluid angetrieben werden können, das zwischen jedem einzelnen der Schweißelemente (18, 18) und dem jeweiligen mobilen Träger (20, 20) zugeführt wird, wobei der erste und zweite Zylinder (24, 26) einen entsprechenden Kolben (25, 28) und eine Druckkammer (30, 32) umfassen, die den Kolben enthält, der jeweils mit dem entsprechenden Schweißelement (18, 18) und dem jeweiligen Träger (20, 20) des jeweiligen Schweißelementes verbunden ist, wobei jede der Druckkammern (30, 32) ein unter Druck stehendes Fluid enthält, durch das die Schweißelemente (18, 18) über einen bestimmten Längsabschnitt gegeneinander gedrückt werden, wenn die kreisförmigen Bahnen der Schweißelemente sich kreuzen, sowie dadurch, daß die Druckerhöhung, die in den Kammern der Tragzylinder erzeugt wird, abgebaut wird, wenn die Schweißelemente miteinander in Berührung kommen, und jede der Druckkammern eine Verbindung für das unter Druck stehende Fluid mit einer Luftkammer aufweist, um darin die Druckerhöhung abzubauen, wobei ein Regler (46) für die Regelung des in der Luftkammer (42) enthaltenden Drucks vorgesehen ist.

2. Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Fluid in den Druckkammern (30, 32) auf einer vorbestimmten niedrigeren Druckhöhe befindet, wenn die Schweißelemente (18, 18) in Berührung kommen und wobei der Druck des Fluids in den Druckkammern (30, 32) nach Aufprallen der Schweißelemente (18, 18) aufeinander, um einen höheren Schweißdruck zu erzielen.

3. Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, durch Mittel (50) zum Einstellen des Drucks, den der Regler in der Luftkammer (42) zuläßt.

4. Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (24, 26) vorzugsweise Pneumatikzylinder sind, und daß es sich bei dem unter Druck stehenden Fluid vorzugsweise um Preßluft handelt.

5. Vorrichtung zum Versiegeln von Beuteln oder Packungen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (27, 29) der Kolben (25, 28), die die Schweißelemente (18, 18) tragen, durch entsprechende Buchsen (31, 33) an den Tragelementen (20, 20) geführt und gehalten sind.