WO2019233767A1

WO2019233767A1 - Schlauchbeutelmaschine mit körperteilüberwachung

Info

Publication number: WO2019233767A1
Application number: PCT/EP2019/063146
Authority: WO
Inventors: Thomas Becker
Original assignee: Rovema Gmbh
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-12-12
Also published as: DE102018113207A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlauchbeutelmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Schlauchbeutelmaschine mit zwei gegeneinander beweglichen und dabei einen Folienschlauch quer verschweißenden Quersiegelbacken, einer die Quersiegelbacken bewegenden Mechanik mit Antrieb, einer Weitertransporteinrichtung und einer Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, einer Befülleinrichtung, einer Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folienschlauch, einer Maschinensteuerung, und einen Sensor zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung eines momentanen Backendrucks, wobei an der Schlauchbeutelmaschine eine Einrichtung zum Erkennen eines zwischen den Quersiegelbacken (1, 2) eingeschlossenen Körperteils (10) vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung den Sensor (6) umfasst, und wobei diese Einrichtung eine Auswerteeinrichtung umfasst, in der der aktuelle Messwert des Sensors mit einem gespeicherten Messwert, der bei dieser Backenstellung ohne Körperteileinschub gemessen wurde, verglichen werden kann.

Description

Schlauchbeutelmaschine mit Körperteilüberwachung

Die Erfindung betrifft zum einen eine Schlauchbeutelmaschine mit zwei gegeneinander beweglichen und dabei einen Folienschlauchquer ver schweißenden Quersiegelbacken, einer die Quersiegelbacken bewegenden Mechanik mit Antrieb einer Weitertransporteinrichtung und einer Längs- schweißeinrichtung für den Folienschlauch, einer Befülleinrichtung, einer Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeu- tel vom Folienschlauch, sowie einer Maschinensteuerung. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Schlauchbeutelmaschine.

Eine Schlauchbeutelmaschine dieser Art ist aus der EP-OS 0 469 105 bekannt. Bei dieser Maschine ist eine Bahnbewegung der Quersiegelba cken von einer Maschinensteuerung fest vorgegeben. Die Quersiegelba cken verschweißen einen Folienschlauch quer zu dessen Transportein richtung. Nach jeweils einer in den Folienschlauch gespendeten Produkt portion wird der Folienschlauch mittels einer Quersiegelnaht ver- schweißt. Es kann Vorkommen, dass das Bedienpersonal unter Umgehung sonstiger Sicherheitseinrichtungen in den Bereich zwischen die Quersiegelbacken greift und beim Zusammenfahren der Quersiegelbacken erhebliche Ver letzungen verursacht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schlauchbeutelmaschi ne und ein Verfahren zum Betreiben der Schlauchbeutelmaschine vorzu schlagen, dass die Verletzungsgefahr auch bei Umgehung sonstiger Sicherheitseinrichtungen verringert.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Lehre der unabhängigen Hauptan- Sprüche.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Schlauchbeutelmaschine ist gattungsgemäß Sensor zur mittelbaren oder unmittelbaren Messung des momentanen Backendrucks vorgesehen. Der Sensor ist über eine Auswerteelektronik mit der Maschinensteuerung verbunden. Soweit zum Antrieb der Quersie gelbacken ein Servomotor verwendet wird, kann zur mittelbaren Messung des momentanen Backendrucks der vom Servomotor jeweils aktuell aufgenommene Strom mit einem entsprechenden Sensor, beispielsweise dem Servoverstärker gemessen werden. Im Servoverstärker ist der benötigte Strom, um eine Position in einer bestimmten Zeit anzufahren, hinterlegt. Ist etwas zwischen den Backen, steigt die Stromaufnahme entsprechend an und kann als Maß für den Backendruck ausgewertet werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Messung der momentanen Backenstellung, und eine Fehlermeldung erfolgt, wenn der momentane Backendruck höher als ein vorgegebener Schwellenwert für eine momen tane Backenstellung ist.

Durch die erfindungsgemäße Schlauchbeutelmaschine und das erfin dungsgemäße Verfahren wird erreicht, dass auch der Einschluss eines Körperteils zwischen den Quersiegelbacken sicher erkannt werden, und dass beim Erkennen eines Körperteileinschlusses ein Signal erzeugt wird.

Die Erkennung eines Körperteileinschlusses erfolgt durch Messung des momentanen Backendrucks und durch einen Vergleich dieses Wertes mit einem Soll-Wert bei der Backenstellung des momentanen Backendrucks.

Ist der momentane Backendruck zu hoch, so kann daraus auf einen Körperteileinschluss zwischen den Quersiegelbacken geschlossen wer den. Ein zu hoher Backendruck führt zu einer Reaktion der Maschinen- Steuerung.

Es genügt, einen einzigen momentanen Backendruck auszuwerten. Es kann aber auch eine Vielzahl momentaner Backendrücke ausgewertet werden. Mehrere Messungen des momentanen Backendrucks während einer Querverschweißung erhöhen das Sicherheitsniveau. Ein weiterer Vorteil ist erreicht, wenn die Schlauchbeutelmaschine eine vertikale Schlauchbeutelmaschine ist.

Sind die Quersiegelbacken Teil eines rotierenden, kontinuierlich arbei- tenden Backensystems, wobei die Quersiegelbacken um parallel zueinan der verlaufende Achsen in entgegengesetztem Drehsinn rotieren, so kann die Verpackungsgeschwindigkeit größer als bei einem diskontinuierlich funktionierendem Backensystem sein, da ein Backenstillstand nicht vorkommt. Prinzipiell ist die Erfindung aber sowohl bei einem kontinu ierlich als auch bei einem diskontinuierlich arbeitenden Backenstock einsetzbar. Ist als Antrieb ein Servomotor vorgesehen, so lässt sich die momentane Position einer Quersiegelbacke durch den Betriebszeitpunkt des Servo motors erkennen, was die Positionserkennung vereinfacht. Als Sensor zur mittelbaren Messung des momentanen Backendrucks kann die Leistungs- aufnahme oder Stromaufnahme des Servoverstärkers des als Antrieb vor gesehenen Servomotors ausgewertet werden.

Werden der Maschinensteuerung sowohl Werte vom Backenantrieb für die momentane Backenstellung als auch korrespondierende Werte der Auswerteelektronik zugeführt, so kann von der Maschinensteuerung eine Reaktion auf einen Körperteileinschlusses in einer Quersiegelnaht gestartet werden, zum Beispiel der Stopp des Antriebs der Quersiegelba cken bzw. das Öffnen der Quersiegelbacken.

Wird eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung als tolerierbare Abweichung eines Ist-Wertes von einem Soll-Wert für einen Wert der Auswerteelektronik einprogrammiert, so kann die Empfindlichkeit für das Erkennen eines Körperteileinschlusses verändert werden. Dies ist zum Beispiel bei geänderten Maschinenparametern von Nutzen.

In den meisten Fällen ist es von Interesse, dass nur innerhalb eines gewissen Backenabstandes ein Körperteileinschluss erfolgen soll, da zum Beispiel das Einführen eines Fingers zwischen die Quersiegelbacken einen bestimmten Mindestbackenabstand erfordert. Dann ist es von Vorteil, wenn der Backenabstand einprogrammiert wird, innerhalb dessen ein Körperteileinschluss erfolgt. Bei einer Fehlermeldung wegen eines erkannten Produkteinschlusses kann sofort ein Maschinenstopp erfolgen, damit der Grund für den Produkteinschluss beseitigt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 in einer schematischen Darstellung das Funktionsprinzip einer

Erkennung von Körperteilen, die zwischen zwei gegeneinander bewegten Quersiegelbacken einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine geraten sind, mit einem Sensor an einer Quersiegelbacke zur Messung des momentanen Backendrucks und einer Verbindung des Sensors über eine Auswerteelek tronik zu einer Maschinensteuerung.

Bei einer Schlauchbeutelmaschine werden zwei Quersiegelbacken 1 , 2 gegeneinander bewegt, um einen nicht dargestellten, zwischen den Quersiegelbacken befindlichen Folienschlauch quer zu verschweißen.

Die Quersiegelbackenbewegung erfolgt mittels eines Antriebs 4 und einer bewegenden Mechanik.

Zeichnerisch nicht dargestellt sind eine Weitertransporteinrichtung und eine Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, eine Befüllein- richtung und eine Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folienschlauch, die hinlänglich bekannte Bauele- mente sind.

Die Schlauchbeutelmaschine ist eine vertikale Schlauchbeutelmaschine. Ihre Quersiegelbacken 1 , 2 sind Teil eines rotierenden Backensystems, wobei die Quersiegelbacken 1 , 2 um parallel zueinander verlaufende Achsen in entgegengesetztem Drehsinn rotieren.

An einer Quersiegelbacke 2 aus einer Magnesiumlegierung ist ein Sensor 6 zur Messung des momentanen Backendrucks vorgesehen. Der Sensor ist über eine separate Auswerteelektronik 7 mit einer Maschinensteue- rung 8 verbunden.

Daneben ist der Antrieb 4 für die Querbackenbewegung über einen Antriebsverstärker 9 mit der Maschinensteuerung 8 verbunden. Der Antrieb ist ein Servomotor.

Die Schlauchbeutelmaschine wird derart betrieben, dass die Messung des momentanen Backendrucks in Abhängigkeit der momentanen Backenstel- lung erfolgt. Dazu werden stets zeitgleich Positionswerte vom Antrieb 4 für die momentane Backenstellung und dazu korrespondierende Werte der Auswerteelektronik 7 für den Backendruck der Maschinensteuerung 8 zugeführt. Greift ein Benutzer mit einer Hand 3 unter Umgehung sonstiger Sicher heitseinrichtungen in die Schlauchbeutelmaschine, kann beispielsweise ein Finger 10 zwischen die Quersiegelbacken 1 , 2 geraten. Der einge- schlossene Finger 10 wird dadurch erkannt, dass der momentane Backen- druck beim Pressen des Fingers 10 höher als ein dieser Backenstellung zugeordneter, vorgegebener Schwellenwert ist. Der Schwellenwert ist geringfügig höher als der entsprechende Backendruck bei gleicher Backenstellung ohne ein eingeklemmtes Körperteil.

Die Empfindlichkeit für die Produkterkennung wurde als noch tolerierba- re Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert für den gemessenen Wert des Backendrucks einprogrammiert. Der gemessene Wert wird von der Auswerteelektronik 7 ausgewertet, bevor er der Maschinensteuerung zugeleitet wird.

Es wurde ein Backenabstand 1 1 einprogrammiert, innerhalb dem eine Produkterkennung erfolgen soll. Nur für einen Backenabstand kleiner oder gleich dem einprogrammierten Backenabstand 1 1 erfolgt eine Körperteilerkennung.

Durch die Erkennung des Fingers 10, der sich zwischen den Quersiegel backen 1 , 2 befindet, wird vermieden, dass dieses Körperteil unerkannt bleibt, und dadurch erhebliche Verletzungen verursacht werden. Bei Stillstand kann das Körperteil aus der Gefahrenzone entfernt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Schlauchbeutelmaschine mit zwei gegeneinander beweglichen und dabei einen Folienschlauch quer verschweißenden Quersiegelbacken, einer die Quersiegelbacken bewegenden Mechanik mit Antrieb, einer Weitertransporteinrichtung und einer Längsschweißeinrichtung für den Folienschlauch, einer Befülleinrichtung, einer Trenneinrichtung zur Abtrennung einzelner, befüllter Schlauchbeutel vom Folien- schlauch, einer Maschinensteuerung, und einen Sensor zur mittelba ren oder unmittelbaren Messung eines momentanen Backendrucks, dadurch gekennzeichnet,

dass an der Schlauchbeutelmaschine eine Einrichtung zum Erkennen eines zwischen den Quersiegelbacken (1, 2) eingeschlossenen Kör- perteils (10) vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung den Sensor (6) umfasst, und wobei diese Einrichtung eine Auswerteeinrichtung um fasst, in der der aktuelle Messwert des Sensors mit einem gespeicher ten Messwert, der bei dieser Backenstellung ohne Körperteileinschub gemessen wurde, verglichen werden kann.

2. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Schlauchbeutelmaschine eine vertikale Schlauchbeutelma schine ist.

3. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass als Antrieb (4) ein Servomotor vorgesehen ist.

4. Schlauchbeutelmaschine nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass mit dem Sensor zur mittelbaren Messung des momentanen Ba ckendrucks die Leistungsaufnahme oder Stromaufnahme des Servo- verstärkers des als Antrieb (4) vorgesehenen Servomotors gemessen wird.

5. Verfahren zum Betreiben einer Schlauchbeutelmaschine gemäß

Anspruch 1, wobei die Quersiegelbacken der Schlauchbeutelmaschine gegen den Folienschlauch bewegt werden und dabei den Folien schlauch quer verschweißen, sowie durch den Folienschlauch eine Befüllung erfolgt,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Messung des momentanen Backendrucks bei voneinander be- abstandeten Quersiegelbacken (1, 2) in Abhängigkeit der momenta nen Backenstellung erfolgt, und dass eine Fehlermeldung erfolgt, wenn der momentane Backendruck höher als ein vorgegebener

Schwellenwert für diese momentane Backenstellung ist, um aus ei nem über dem Schwellenwert liegenden Backendruck auf einen Ein schluss eines Körperteils (10) zwischen den Quersiegelbacken (1, 2) schließen zu können.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass Werte vom Antrieb (4) der Quersiegelbacken (1, 2) für die mo mentane Backenstellung und dazu korrespondierende Messwerte des momentanen Backendrucks der Maschinensteuerung (8) zugeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Empfindlichkeit für eine Produkterkennung als tolerierbare Abweichung eines Ist- Wertes von einem Soll-Wert für einen Mess- werte des momentanen Backendrucks einprogrammiert wird.

8. Verfahren nacheinem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei einer Fehlermeldung sofort ein Maschinenstopp erfolgt.

9. Verfahren nacheinem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Messung des momentanen Backendrucks bei geschlossenen Quersiegelbacken (1, 2) erfolgt.