EP0134754A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Antrieb der Siegelelemente einer Verpackungsmaschine - Google Patents

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EP0134754A2
EP0134754A2 EP84810335A EP84810335A EP0134754A2 EP 0134754 A2 EP0134754 A2 EP 0134754A2 EP 84810335 A EP84810335 A EP 84810335A EP 84810335 A EP84810335 A EP 84810335A EP 0134754 A2 EP0134754 A2 EP 0134754A2
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EP
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sealing
lever
transverse
gear
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Georg Kopp
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Schweizerische Industrie Gesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B65/00—Details peculiar to packaging machines and not otherwise provided for; Arrangements of such details
    • B65B65/02—Driving gear

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving the sealing elements of a packaging machine according to the preamble of independent patent claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 2.
  • US Pat. No. 4,291,520 provides two separate sealing points for longitudinal seams and transverse seams.
  • the hose is drawn off by means of a separate conveyor drive.
  • the cross sealing jaws are driven separately and follow the bag on part of the way. If the hose is to be pulled off intermittently, this has a major influence on the heating power of the longitudinal seal, because the film material is moved unevenly through the sealing point and thus forms differently heated points.
  • the bag lengths can be changed relatively easily, namely by The speed of the trigger is changed.
  • the disadvantage is the synchronization of all three parts, namely the control of the longitudinal sealing means, the removal device and the movement of the transverse sealing jaws when the bag length changes.
  • the object of the present invention is accordingly to create a drive for the sealing elements with simple adjustment and change of the bag length.
  • the individually produced, filled bags B are gripped by a pair of pliers 12 and placed on a conveyor belt 13.
  • the band-shaped packaging material V can be divided into two partial webs V1 and V2 in accordance with CH-A 416 434. To simplify the drawing, the supply roll located behind the hopper 1 and the separating knife are not shown. After separation, the two partial webs V1, V2 are brought into opposite webs B1, B2 via a first guide roller 14, a second guide roller 15 and two third guide rollers 16.
  • the strips of the webs B1 and B2 reach the pair of sealing disks 6 away from the guide rollers 8.
  • the hollow mandrel 4 is designed for a specific filling material, as any person skilled in the art should understand easily. Through the hollow mandrel 4, the filling material, measured for example by weighing, can freely pass from the filling funnel la into the bag.
  • Fig. 2 the two webs B1, B2 are indicated as they enter the longitudinal sealing rollers 6.
  • the wrapping of the sealing rollers 6, which is correctly shown in FIG. 1, has been dispensed with.
  • the two sealing rollers 6 are coupled to one another by means of a pair of gearwheels 17, so that they are rotated together but in opposite directions.
  • transverse sealing jaws 9 are only hinted at, the drive for opening and closing the jaws is omitted, in particular because this is not essential for the invention and is known to any person skilled in the art.
  • the axis 20 of the one sealing roller 6 carries in its extension 21 two gears 24, 25 held on freewheel assemblies 22, 23.
  • the freewheel assemblies are also well-known machine elements, such as those used by the Stieber Division of Borg-Warner Corporation under the designation NSS in the Trade. So that both gears 24, 25 are rigidly coupled in the same direction of rotation according to arrow A with the extension 21 and in the direction of rotation according to arrow B they rotate at idle
  • Two racks 30, 31 are connected in one piece in a fork-like manner to a common carrier 32.
  • a two-armed lever 33 is rotatably hinged at one end.
  • This two-armed lever 33 is rigidly connected approximately centrally with a shaft 34 which is rotatably mounted on the frame of the packaging machine.
  • a connecting rod 36 of an eccentric drive 37 is articulated.
  • the carrier 32 is guided in a guide block 38 for a translatory back and forth movement.
  • a gear 25 meshes directly with one rack 31 and the other gear 24 is in engagement with the other rack 30 via a freewheel gear 26.
  • a movement of the gear rack 30 in the direction of arrow C causes the gear wheel 24 to rotate in the direction of arrow A.
  • arrow D of the gear rack 30 turns the gear 24 freely.
  • a movement of the rack 31 in the direction of arrow E causes a rotation of the gear 25 in the direction of arrow B, ie an idling movement.
  • a movement of the rack 31 in the direction of arrow F is transmitted to the extension 21.
  • Arrows which cause rotation of the extension 21 and, by means of the shaft 20, a rotation of the sealing rollers 6, that is to say the arrows A, C, F, have been shown filled in.
  • the arrows for directions of rotation which do not cause the sealing rollers 6 to rotate, that is to say the arrows B, D, E, are shown as empty triangles. This arrangement thus brings about a two-stage rotation of the sealing rollers 6, namely a first stage when moving in the direction of arrow C and a second stage when moving in the direction of arrow F.
  • the transverse sealing jaws 9 are connected to the shaft 34 via a lever arm 39, so that the movement of the eccentric drive 37 is transmitted to the shaft 34.
  • the transverse sealing jaws 9 execute a reciprocating movement.
  • the stroke of the transverse sealing jaws 9 is approximately the same as the stroke of the toothed racks, so that the feed of the bags can be adjusted to approximately twice the stroke of the transverse sealing jaws.
  • the eccentric drive 37 consists of a pulley 40, which is driven by a drive belt 41 from a motor, not shown. To change the bag length, only the stroke of the eccentric drive 37 needs to be adjusted. For this purpose, a radial slot 42 (FIG. 3) can be provided in the pulley 40, so that the point of application of the connecting rod 36 can be changed radially by means of screw 43 and nut 44.
  • Markings 51 on the bags can be monitored by means of a light barrier 50.
  • An electromagnet 52 is actuated via an amplifier (not shown) and possible further electronic control means, which are also well known, and its armature 53 supports a scanning lever 54.
  • This scanning lever 54 is biased by a spring 55 against a cam disk 56 which is rigidly connected to the pulley 40 by means of a shaft 58. If the light barrier does not emit a signal from a marking 51, the scanning lever 54 is released and a plunger 57, which carries the freewheel gear 26, pulls it downwards. Thus, the gear 24 is rotated by a small amount in the direction of arrow A and the marker 51 is pushed down the corresponding distance. This process can be repeated with each rotation of the pulley 40.

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Abstract

Für den Antrieb der Siegelelemente (6, 9) ist ein Exzenterantrieb (37) vorhanden. Ueber einen zweiarmigen Hebel (33), von dem die Drehung im Drehpunkt über eine Welle (34) auf einen Hebelarm (39) zur Bewegung der Quersiegelbacken (9) übertragen ist, wird die Hubbewegung auf zwei Zahnstangen (30, 31) übertragen. Die eine Zahnstange (31) kämmt mit einem ersten Zahnrad (25) direkt und die andere Zahnstange (30) treibt über ein Zwischenzahnrad (26) das andere Zahnrad (24) an. Indem beide Zahnräder (24, 25) über Freilaufanordnungen (22, 23) mit der gemeinsamen Welle (20, 21) gekoppelt sind, werden die Längssiegelwalzen (6) in zwei gleichgerichteten Schritten bewegt, während die Quersiegelbacken (9) hin und her bewegt werden. Durch diese Anordnung kann die Beutellänge durch einfaches Verstellen des Kurbelhubes beim Exzenterantrieb verändert werden, während der Synchronismus der Siegelelemente zwangsläufig gewahrt bleibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antrieb der Siegelelemente einer Verpackungsmaschine gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
  • Bei Verpackungsmaschinen,mit denen gefüllte Beutel hergestellt werden, besteht ein Bedarf zur Veränderung der Beutelgrösse und damit auch der Menge des abgepackten Gutes.
  • Eine solche Aufgabe wurde schon durch eine Maschine gemäss der GB-A 904 519 gelöst. Bei dieser Maschine werden zwei Bahnen eines Verpackungsmaterials über Formschultern einer Siegelstation zugeführt. Die Siegelstation wird durch zwei gegeneinander hin und voneinander weg bewegliche Siegelwalzen gebildet, die je zwei Randpartien zur Bildung der Längsnähte und quer dazu verlaufende Quersiegelbalken aufweisen. Wenn das Siegelwalzenpaar gegeneinander gepresst wird, werden Beutel einer bestimmten Länge gebildet. Steuermittel dienen zum Abheben der Walzen voneinander, damit kann die Beutellänge verändert werden. Für heissiegelfähige Folien müssten aber die Siegelwalzen auf relativ hohen Temperaturen gehalten werden, damit dichte Nähte erzeugt werden können. Dies kann bei Zuckerprodukten eine Karamelisierung bewirken.
  • In der US-A 4 291 520 sind im Gegensatz zu obigem, zwei getrennte Siegelstellen für Längsnähte und Quernähte vorgesehen. Der Abzug des Schlauches erfolgt mittels eines separaten Förderantriebes. Die Quersiegelbacken werden gesondert angetrieben und folgen dem Beutel auf einem Teil des Weges. Wenn der Abzug des Schlauches intermittierend erfolgen soll, so hat dies einen grossen Einfluss auf die Heizleistung der Längssiegelung, weil das Folienmaterial dabei ungleichmässig durch die Siegelstelle bewegt wird und damit unterschiedlich gewärmte Stellen bildet. Anderseits können die Beutellängen relativ einfach verändert werden, indem nämlich die Fördergeschwindigkeit des Abzuges verändert wird. Nachteilig ist jedoch die Synchronisation aller drei Teile, nämlich die Steuerung der Längssiegelmittel, der Abzugsvorrichtung und die Bewegung der Quersiegelbacken bei Veränderung der Beutellänge.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäss in der Schaffung eines Antriebes für die Siegelelemente bei einfacher Einstellung und Veränderung der Beutellänge.
  • Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren erreicht, das durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 gekennzeichnet ist. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verpackungsmaschine zur Herstellung von gefüllten Einzelbeuteln,
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Antriebes zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, und
    • Fig. 3 eine Schnittansicht der Partie zur Verstellung der Beutellänge.
  • An der Verpackungsmaschine gemäss Fig. 1 lassen sich folgende Teile erkennen: Der Einfülltrichter 1 mit Rührflügel 2 und Förderschnecke 3 mit dem Einfülldorn 4. Darunter befinden sich die Siegelstation 5 mit dem im Aufriss gezeichneten Siegelwalzenpaar 6; den Längsschneidern 7 und den stromaufwärtig angeordneten Umlenkwalzen 8. Weiter stromabwärts der Siegelstation 5 befindet sich die Querheizung 9 mit den Trennmessern 10 mit ihrem Antrieb 11 für eine oszillierende Bewegung, wie dies durch strichlierte Linien angedeutet ist, Details für diesen Antrieb können beispielsweise der genannten US-A 4 291 520 entnommen werden. Die einzeln anfallenden gefüllten Beutel B werden mittels einer Zange 12 gefasst und auf ein Transportband 13 abgelegt.
  • Die Teilung des bandförmigen Verpackungsmaterials V in zwei Teilbahnen V1 und V2 kann gemäss der CH-A 416 434 erfolgen. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind die hinter dem Einfülltrichter 1 befindliche Vorratsrolle und das Trennmesser nicht dargestellt. Die beiden Teilbahnen V1, V2 werden nach dem Trennen über eine erste Führungswalze 14, eine zweite Führungswalze 15 und zwei dritte Führungswalzen 16 in gegenläufige Bahnen B1, B2 gebracht.
  • Von den Führungswalzen 8 weg gelangen die Bänder der Bahnen B1 und B2 zu dem Siegelscheibenpaar 6. Der Hohldorn 4 ist für ein bestimmtes Einfüllgut ausgebildet, wie jedem Fachmann leicht verständlich sein dürfte. Durch den Hohldorn 4 kann das beispielsweise durch Wägen abgemessene Füllgut vom Fülltrichter la in freiem Fall in den Beutel gelangen.
  • In Fig. 2 sind die zwei Bahnen B1, B2 angedeutet, wie sie in die Längssiegelwalzen 6 einlaufen. Dabei wurde zur besseren Darstellung der Antriebsmittel auf die korrekterweise in Fig. 1 dargestellte Umschlingung der Siegelwalzen 6 verzichtet. Die beiden Siegelwalzen 6 sind mittels eines Zahnradpaares 17 miteinander gekoppelt, so dass sie zusammen, aber gegenläufig gedreht werden.
  • Die Quersiegelbacken 9 sind nur angedeutet, dabei ist der Antrieb zum Oeffnen und Schliessen der Backen weggelassen, insbesondere weil dieser für die Erfindung nicht wesentlich und jedem Fachmann bekannt ist.
  • Die Achse 20 der einen Siegelwalze 6 trägt in ihrer Verlängerung 21 zwei auf Freilaufanordnungen 22, 23 gehalterte Zahnräder 24, 25. Die Freilaufanordnungen sind ebenfalls gut bekannte Maschinenelemente, wie sie beispielsweise durch die Stieber Division der Borg-Warner Corporation unter der Bezeichnung NSS in den Handel gebracht werden. Damit sind beide Zahnräder 24, 25 in derselben Drehrichtung gemäss Pfeil A mit der Verlängerung 21 starr gekoppelt sind und in der Drehrichtung gemäss Pfeil B drehen sie im Leerlauf
  • Zwei Zahnstangen 30, 31 sind gabelartig mit einem gemeinsamen Träger 32 einstückig verbunden. An diesem Träger 32 ist ein zweiarmiger Hebel 33 mit dem einen Ende drehbar angelenkt. Dieser zweiarmige Hebel 33 ist etwa mittig mit einer Welle 34 , die am Gestell der Verpackungsmaschine drehbar gelagert ist, starr verbunden. Am gegenüberliegenden Ende 35' des genannten zweiarmigen Hebels 33 ist eine Pleuelstange 36 eines Exzenterantriebes 37 angelenkt.
  • Der Träger 32 ist in einem Führungsblock 38 für eine translatorische Hin- und Herbewegung geführt.
  • Ein Zahnrad 25 kämmt direkt mit der einen Zahnstange 31 und das andere Zahnrad 24 ist über ein Freilaufzahnrad 26 mit der anderen Zahnstange 30 im Eingriff. Infolge des gleichartigen Aufbaus der Zahnräder 24, 25 mit ihren Freilaufanordnungen 22, 23 und dem Zwischenzahnrad 26 bewirkt eine Bewegung der Zahnstange 30 in Richtung des Pfeiles C eine Arbeitsdrehung des Zahnrades 24 in Richtung des Pfeiles A. In der Gegenbewegung gemäss Pfeil D der Zahnstange 30 dreht das Zahnrad 24 frei.
  • Umgekehrt bewirkt eine Bewegung der Zahnstange 31 in Richtung des Pfeiles E eine Drehung des Zahnrades 25 in Richtung des Pfeiles B also eine Leerlaufbewegung. Hingegen wird eine Bewegung der Zahnstange 31 in Richtung des Pfeiles F auf die Verlängerung 21 übertragen. Zum leichteren Verständnis wurden.Pfeile, die eine Drehung der Verlängerung 21 und mittels der Welle 20 eine Drehung der Siegelwalzen 6 bewirken,'also die Pfeile A, C, F, ausgefüllt dargestellt. Die Pfeile für Drehrichtungen, die keine Drehung der Siegelwalzen 6 verursachen, also die Pfeile B, D, E, sind dagegen als leere Dreiecke dargestellt. Diese Anordnung bewirkt somit eine zweistufige Drehung der Siegelwalzen 6, nämlich eine erste Stufe bei der Bewegung in Richtung des Pfeiles C und eine zweite Stufe bei der Bewegung in Richtung des Pfeiles F.
  • Die Quersiegelbacken 9 sind über einen Hebelarm 39 mit der Welle 34 verbunden, so dass auf dieselben die Bewegung des Exzenterantriebes 37 übertragen wird. Während somit die Längssiegelwalzen 6 die Beutel bei jeder Umdrehung des Antriebes um einen bestimmten Betrag weiterschieben, führen die Quersiegelbacken 9 eine hin- und hergehende Bewegung aus. Mit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist der Hub der Quersiegelbacken 9 etwa gleich wie der Hub der Zahnstangen, so dass der Vorschub der Beutel etwa auf das Doppelte des Hubes der Quersiegelbacken eingestellt werden kann.
  • Bei dieser Darstellung ist der Antrieb 11 (Fig. 1) für die Oeffnungs- und Schliessbewegung der Quersiegelbacken 9°mit den Trennmessern 10 nicht dargestellt.
  • Der Exzenterantrieb 37 besteht aus einer Riemenscheibe 40, die mittels eines Treibriemens 41 von einem nicht dargestellten Motor aus angetrieben ist. Zur Aenderung der Beutellänge braucht somit nur der Hub des Exzenterantriebes 37 verstellt zu werden. Dazu kann in der Riemenscheibe 40 ein radialer Schlitz 42 (Fig. 3) vorgesehen sein, so dass mittels Schraube 43 und Mutter 44 der Angriffspunkt der Pleuelstange 36 radial verändert werden kann.
  • Mittels einer Lichtschranke 50 können Markierungen 51 an den Beuteln überwacht werden. Ueber einen nicht dargestellten Verstärker und mögliche weitere elektronische Mittel zur Steuerung, die ebenfalls gut bekannt sind, wird ein Elektromagnet 52 betätigt, dessen Anker 53 einen Abtasthebel 54 unterstützt. Dieser Abtasthebel 54 ist mittels einer Feder 55 gegen eine Kurvenscheibe 56 hin vorgespannt, die mittels einer Welle 58 starr mit der Riemenscheibe 40 verbunden ist. Wenn also die Lichtschranke kein Signal einer Markierung 51 abgibt, wird der Abtasthebel 54 freigegeben und über einen Stössel 57, der das Freilaufzahnrad 26 trägt, wird dieses nach unten gezogen. Damit wird das Zahnrad 24 um einen geringen Betrag in Richtung des Pfeiles A gedreht und die Markierung 51 wird um die entsprechende Strecke nach unten geschoben. Dieser Vorgang kann sich bei jeder Drehung der Riemenscheibe 40 wiederholen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Antrieb der Siegelelemente einer Verpackungsmaschine für die kontinuierliche Herstellung gefüllter Beutel, dadurch gekennzeichnet, dass die Siegelwalzen (6) zur Bildung der Längssiegelnähte in gleichen, jeweils einer halben Beutellänge entsprechenden Schritten in derselben Drehrichtung rotiert werden, dass die Quersiegelbacken (9) zur Bildung von Quernähten in derselben Zeit, wie für die beiden Schritte der Siegelwalzen (6) benötigt, jeweils einen Siegelhub und einen Rücklaufhub ausführen, und dass die Quersiegelbacken (9) wenigstens angenähert während des gesamten Siegelhubes aneinander anliegen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch einen Antrieb (37) für eine hin- und hergehende Bewegung eines Zahnstangenpaares (30, 31), zwei Antriebszahnräder (24, 25), die je mittels einer Freilaufeinrichtung (22, 23) mit einer Antriebswelle (20, 21) für die Siegelwalzen (6) gekuppelt sind, von welchen Antriebszahnrädern das eine Antriebsrad (25) direkt mit der einen Zahnstange (31) kämmt, während das andere Antriebszahnrad (24) mit einem Zwischenzahnrad (26) kämmt, das seinerseits mit der zweiten Zahnstange (30) im Eingriff steht, und dass die Quersiegelbacken (9) mit dem genannten Antrieb (37) gekoppelt sind.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (37) für die hin- und hergehende Bewegung des Zahnstangenpaares (30, 31) ein Kurbelantrieb (36, 40, 41, 42, 43, 44) ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen (43, 44) des Kurbelantriebes (37) radial verstellbar ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelstange (36) am einen Ende (35') eines zweiarmigen Hebels (33) angelenkt ist, dass der Hebel (33) wenigstens angenähert mittig drehbar gelagert ist, und dass das Zahnstangenpaar (30, 31) am anderen Ende (35) angelenkt ist.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlagerung des Hebels (33) mittels einer Drehwelle (34) erfolgt, die als Bewegungsübertrager zu einem Trägerarm (39) für die Quersiegelbacken (9) dient.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leerlaufzahnrad (26) an einem Stössel (57) drehbar gelagert ist, und dass der Stössel (57) mit einem wahlweise anschaltbaren Antrieb (52, 53, 54, 55, 56) gekoppelt ist.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wahlweise anschaltbare Antrieb eine Kurvenscheibe (56) mit einem Abtasthebel (54) ist.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (56) starr mit dem Kurbelwellenantrieb (37) verbunden ist, und dass zur wahlweisen Anschaltung ein den Abtasthebel (54) in unwirksamer Lage halternder Magnetanker (53) vorhanden ist.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtsteuergerät (50) vorhanden ist, das zwecks Betätigung des Magnetankers (53) auf Markierungen (51) an den Beuteln einstellbar ist.
EP84810335A 1983-07-29 1984-07-06 Verfahren und Vorrichtung zum Antrieb der Siegelelemente einer Verpackungsmaschine Expired EP0134754B1 (de)

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CH4177/83A CH660864A5 (de) 1983-07-29 1983-07-29 Verfahren und vorrichtung zum antrieb der siegelelemente einer verpackungsmaschine.

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EP0134754B1 EP0134754B1 (de) 1988-05-25

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