JP3718028B2 - 包装機械に設けられたシール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装機械に設けられたシール装置であって、支承部材で軸に配置された、加熱可能な２つのシールローラが設けられており、両シールローラの間に、シール可能な帯状包装材料のためのシールギャップが形成されており、前記支承部材が少なくとも１つの結合部材によって摩擦接続的に互いに結合されていて、シール装置のためのフレームの１つの構成要素を形成している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式のシール装置は、米国特許第３０７４２１４号明細書に基づき公知である。この公知のシール装置は２つのシールローラを有しており、両シールローラはＵ字形の支持体のそれぞれ一方の脚部に配置されている。シール装置の運転を準備するためには、このようなシール装置のシールローラが包装材料のシール温度にまで加熱されなければならず、この加熱は実際には約１０分間かかる。しかし、シールローラの損失熱によって支承プレートの温度やフレームの別の構成要素の温度が、数時間を越えてまだ上昇することが判っている。各構成要素のこのような温度上昇は、一定の最終温度に達するまでシールギャップが常に増大する結果を招く。この理由から、不密なシールシームを防止するために、公知のシール装置にはシールギャップを調節するための手動式の調節装置が設けられている。この調節装置は特にシール装置の運転の最初の数時間の間、常に後調整されなければならない。このような手段は満足し得るものではない。なぜならば、熟練者の場合でさえ、やはり不密なシールシームが形成されることを排除することができないからである。さらに、特にシールローラに分離ナイフが組み込まれている場合にはシールギャップの正確な調節が臨界的な過程となる。なぜならば、シールギャップが小さすぎると分離ナイフの損傷を招き、シールギャップが大きすぎると、分断されていないか、または不十分にしか分断されていないホース袋包装物を招いてしまうからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上で述べた公知先行技術の欠点を回避して、冒頭で述べた形式のシール装置を改良して、一度調節されたシールギャップがシール装置の全運転時間にわたって少なくともほぼ一定に維持されて、後調整なしに常に密なホース袋包装物を形成することのできるようなシール装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明を解決するために本発明の構成では、結合部材が、小さな熱膨張率を持つ材料、特にＮｉ３６、ガラス材料またはセラミック材料から成っていて、支承部材の加熱時に両シールローラの間のシールギャップがほぼ一定に維持されているようにした。
【０００５】
【発明の効果】
包装機械に設けられた本発明によるシール装置は、シールギャップがシール装置の全運転時間にわたって少なくともほぼ一定に維持されるという利点を有してる。これによって後調整なしにホース袋包装物に、常に密なシームを得ることができる。結合部材が小さな熱膨張率を持つ材料から形成されているので特に有利である。これによって支承プレートの極めて有効な熱分離を得ることができる。
【０００６】
包装機械に設けられた本発明によるシール装置の別の利点および有利な改良形は、請求項２以下および発明の実施の形態に記載されている。
【０００７】
結合部材が支承プレートの長辺側に配置されていると、支承プレートを互いに良好に熱分離することができる。シールギャップは、結合部材に作用する調節ねじを用いて簡単に調節することができる。さらに、シールローラから支承プレートへの熱伝達を減少させるために、シールローラと、このシールローラを支持している軸とが部分範囲においてしか接触していないと特に有利である。このことは有利には二重円錘体によって実現され得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
図１に略示した包装機械、たとえば水平方向のホース袋製造機（図示しない）に設けられたシール装置１０は２つの加熱可能なシールローラ１１，１２を有しており、両シールローラ１１，１２はそれぞれ中空軸１３，１４に相対回動不能に配置されている。両中空軸１３，１４は軸受け体１７，１８に支承されており、この場合、片方の中空軸１３はばね２０によって弾性的に懸吊されている。（後で詳しく説明する。）
両シールローラ１１，１２はサーボモータ２１によって駆動される。このサーボモータ２１は第１の伝動装置２２を介して一方の中空軸１４に連結されている。両中空軸１３，１４はやはり第２の伝動装置２３を介して互いに結合されているので、他方の中空軸１３にもサーボモータ２１の駆動力が伝達されることが保証されている。有利にはいわゆる加熱カートリッジの形で形成された、シールローラ加熱装置（図示しない）のための給電のためには、大部分が中空軸１３，１４内に案内されている導線２４が働く。この導線２４は、中空軸１３，１４に配置されたスリップリング式集電装置２５に結合されている。
【００１０】
図２および図３に詳しく図示したように、軸受け体１７，１８は、下側の２つの支承プレート２６と、上側の２つの支承プレート２７とに設けられた対応する切欠きに配置されており、両支承プレート２６，２７はそれぞれシールローラ１１，１２の両側に配置されている。中空軸１３，１４は、位置固定リング２８もしくはフランジ２９によって、軸受け体１７，１８内での側方滑りを防止されている。両シールローラ１１，１２に配置されたシールローラ加熱装置は、シールローラ１１，１２のシールジョー３１，３２に作用し、この場合、各シールローラ１１；１２はたとえば、それぞれ互いに９０度だけずらされて配置された４つの同形式のシールジョー３１，３２を有しているので、両シールローラ１１，１２が完全に一回転するごとに、シール可能な帯状包装材料にはそれぞれ４つの横方向シームが形成される。上側のシールローラ１１では各シールジョー３１に、帯状包装材料から袋包装物を分離するための可動の分離ナイフ３３が配置されており、この分離ナイフ３３は下側のシールローラ１２のシールジョー３２内に設けられた対応受け３４と協働する。
【００１１】
下側の両支承プレート２６はコンソール３５上に配置されており、このコンソール３５は支持体３６によって包装機械のフレームに固定されている。シールローラ１１，１２の両長辺側では、コンソール３５と下側の支承プレート２６とに、切欠きを有する２つの側壁３７が結合されている。一方の側壁３７では切欠き３８内に掻取り器３９が固定されていて、この掻取り器３９は下側のシールローラ１２における帯状包装材料の付着を防止する。コンソール３５には４つのロッド４１が結合されていて、これらのロッド４１はコンソール３５に対して直角に、かつ下側の支承プレート２６に対して平行に延びている。このロッド４１は上側の両支承プレート２７を案内するために働く。このためには上側の支承プレート２７に孔４２が形成されており、この孔４２内にロッド４１が滑り軸受け４３を用いて支承されている。
【００１２】
ロッド４１の上端面は閉鎖板４４の下側とねじ締結されており、この閉鎖板４４も同じく両側壁３７に固く結合されている。閉鎖板４４の下面には、第１の切欠き４６が形成されていて、各切欠き４６は、上側の支承プレート２７に形成された円筒形の第２の切欠き４７と整合するように配置されている。切欠き４６，４７にはそれぞればね２０が配置されている。ばね２０の下端面はそれぞれ上側の支承プレート２７に設けられた第２の切欠き４７の底部に作用しており、ばね２０の上端面は切欠き４６の延長上に配置された各１つの調節ねじ４８によって負荷されている。この調節ねじ４８は閉鎖板４４の上面から突出している。調節ねじ４８を用いてばね２０に加えられるプレロードが可変となる。
【００１３】
上側の両支承プレート２７は断面図で見てシールローラ１１とは反対の側の長辺側４９，５０で閉鎖板４４に面した上面に続いて各２つの第１の突起５１を有している。この第１の突起５１と整合するように、下側の支承プレート２６の下面に続いて、断面図で見てシールローラ１２とは反対の側の長辺側４９，５０で２つの第２の突起５２が形成されている。この第２の突起５２はコンソール３５に面している。第１の突起５１と第２の突起５２との間には、ほぼピン形の結合部材５３が配置されている。
【００１４】
この結合部材５３は、小さな熱膨張率しか有しない材料、特にＮｉ３６、ガラス材料またはセラミック材料から成っている。支承プレート２６，２７の突起５１，５２に結合部材５３を結合させることは、結合部材５３の各端部に配置されているスペーサスリーブ５４によって行われる。このスペーサスリーブ５４に設けられた孔にはねじ山５５が形成されていて、このねじ山５５中には、突起５１，５２の、結合部材５３とは反対の側から調節ねじ５６，５７が螺合されている。上側の調節ねじ５６によって、上側の突起５１と上側のスペーサスリーブ５４との間の間隔を変えることができ、ひいてはシールローラ１１，１２の間で帯状包装材料のためのシールギャップＳの大きさを変えることもできる。
【００１５】
シールジョー３１，３２や分離ナイフ３３や対応受け３４の損傷を阻止するために上側のシールローラ１１がばね２０の方向へシフトできる（過負荷防止もしくはシール力制限）ことを保証するために、結合部材５３はスペーサスリーブ５４に調節ねじ５６，５７とは反対の側で緩く載着されているだけである。このためには結合部材５３の各端部が、円錐形に形成された範囲５８，５９を有しており、この範囲５８，５９がスペーサスリーブ５４に設けられた、前記範囲５８，５９に対応する凹み６１，６２に載着されている。付加的にガイドの目的で、各結合部材５３の両端面は円筒形に形成された各１つの先端部６３を有しており、この先端部６３はスペーサスリーブ５４のねじ山５５に遊びをもって案内されている。
【００１６】
包装機械に設けられた上述のシール装置１０は次のように働く：
シール装置１０の運転を準備するためには、シールローラ１１，１２のための加熱装置が作動させられるので、シールジョー３１，３２はシールギャップＳを通って搬送される帯状包装材料に横方向シームを形成するために十分となる温度を有する。シールローラ１１，１２のこの加熱段階は約１０分間かかる。次いでホース袋包装物の生産を開始することができる。両シールローラ１１，１２の損失熱に基づき、生産時間中にシール装置１０の各構成部分はさらに加熱される。この損失熱はシールローラ１１，１２から軸受け体１７，１８を介して支承プレート２６，２７へ伝達され、さらに支承プレート２６，２７から、支承プレート２６，２７と直接接触している、シール装置１０のフレームの別の構成部分へ伝達される。特にシール装置１０の運転中に支承プレート２６，２７が加熱されることによって、シールギャップＳの増大が生ぜしめられ、ひいてはホース袋包装物の不密なシールシームが生ぜしめられることを防止するために、上側の両支承プレート２７は下側の両支承プレート２６から熱分離されている。支承プレート２６，２７の間の唯一の直接的な結合は、支承プレート２６，２７の長辺側４９，５０に、つまり両シールローラ１１，１２から出来るだけ大きく遠ざけられて配置されている結合部材５３を介して行われる。この結合部材５３は、小さな熱膨張率を持つ材料から成っているので、支承プレート２６，２７の間の間隔、ひいてはシールギャップＳを規定する両中空軸１３，１４の間の間隔もしくはシールローラ１１，１２の間の間隔も、シール装置１０の運転中にほぼ一定に維持される。
【００１７】
また、シールローラ１１，１２から中空軸１３，１４への熱伝達を減少させるために、シールローラ１１，１２はその全長にわたって中空軸１３，１４に載着していない。このことは有利には断熱性の材料から成るダブルコーン、つまり二重円錐体によって行われるので、シールローラ１１，１２はこの二重円錐体の範囲でしか中空軸１３，１４と接触しない。
【００１８】
本発明の変化実施例では更に、両シールローラ１１，１２をばね２０を介して弾性的に懸吊するか、または上側のシールローラ１１の代わりに下側のシールローラ１２を弾性的に支承することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】包装機械に設けられたシール装置の概略図である。
【図２】図１に示したシール装置の一部を部分的に長手方向で断面した側面図である。
【図３】図２に示したシール装置を部分的に断面した正面図である。
【符号の説明】
１０ シール装置、 １１，１２ シールローラ、 １３，１４ 中空軸、 １７，１８ 軸受け体、 ２０ ばね、 ２１ サーボモータ、 ２２，２３ 伝動装置、 ２４ 導線、 ２５ スリップリング式集電装置、 ２６，２７ 支承プレート、 ２８ 位置固定リング、 ２９ フランジ、 ３１，３２ シールジョー、 ３３ 分離ナイフ、 ３４ 対応受け、 ３５ コンソール、 ３６ 支持体、 ３７ 側壁、 ３８ 切欠き、 ３９ 掻取り器、 ４１ ロッド、 ４２ 孔、 ４３ 滑り軸受け、 ４４ 閉鎖板、 ４６，４７ 切欠き、 ４８ 調節ねじ、 ４９，５０ 長辺側、 ５１，５２ 突起、 ５３ 結合部材、 ５４ スペーサスリーブ、 ５５ ねじ山、 ５６，５７ 調節ねじ、 ５８，５９ 範囲、 ６１，６２ 凹み、 ６３ 先端部

Claims (9)

1. 包装機械に設けられたシール装置（１０）であって、支承部材（２６，２７）で軸（１３，１４）に配置された、加熱可能な２つのシールローラ（１１，１２）が設けられており、両シールローラ（１１，１２）の間に、シール可能な帯状包装材料のためのシールギャップ（Ｓ）が形成されており、前記支承部材（２６，２７）が少なくとも１つの結合部材（５３）によって摩擦接続的に互いに結合されていて、シール装置（１０）のためのフレームの１つの構成要素を形成している形式のものにおいて、前記結合部材（５３）が、小さな熱膨張率を持つ材料から成っていて、前記支承部材（２６，２７）の加熱時に両シールローラ（１１，１２）の間のシールギャップ（Ｓ）がほぼ一定に維持されていることを特徴とする、包装機械に設けられたシール装置。
2. 前記結合部材（５３）が前記支承プレート（２６，２７）の長辺側（４９，５０）に配置されている、請求項１記載のシール装置。
3. 前記支承部材（２６，２７）が、前記結合部材（５３）を固定するための突起（５１，５２）を有しており、該突起（５１，５２）が、一方の支承部材（２６）の上面もしくは他方の支承部材（２７）の下面に続いて配置されており、前記結合部材（５３）が前記突起（５１，５２）の間に設けられている、請求項１または２記載のシール装置。
4. 前記結合部材（５３）がほぼピン形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のシール装置。
5. 前記支承部材（２６，２７）がシールギャップ（Ｓ）のための調節手段（５６）を有していて、該調節手段（５６）が前記結合部材（５３）と作用結合するように配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のシール装置。
6. 前記シールローラ（１１，１２）が前記軸（１３，１４）と部分範囲においてしか接触しないように前記シールローラ（１１，１２）が前記軸（１３，１４）に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のシール装置。
7. 前記軸（１３，１４）と前記シールローラ（１１，１２）との間の結合が二重円錘体を介して行われている、請求項６記載のシール装置。
8. 前記シールローラ（１１，１２）の少なくとも一方が、対応する支承部材（２６，２７）と共に、シールギャップ（Ｓ）の一時的な増大を可能にする弾性的な手段（２０）を介して懸吊されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のシール装置。
9. 請求項１から８までのいずれか１項記載のシール装置を用いて、シール可能な帯状包装材料から袋包装物を形成するための包装機械。

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