Die Erfindung bezieht sich auf eine Strippereinrichtung für eine Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine, mit zwei beidseitig der Bewegungsbahn der Schlauchbeutel angeordneten Stripperwerkzeugen, welche mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar sind.
Bei einer Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine wird ein Folienband über eine Formschulter geleitet und mittels einer Längssiegeleinrichtung zu einem Schlauch ausgebildet, welcher ein Füllrohr oder Formatrohr umschließt, durch welches das zu verpackende Produkt in den Folienschlauch eingeleitet werden kann. Die einzelnen, das Produkt enthaltenden Beutel werden jeweils mittels einer Boden- bzw. Kopfnaht verschlossen, wobei jeweils gleichzeitig die Kopfnaht des vorhergehenden Beutels und die Bodennaht des nachfolgenden Beutels ausgebildet wird. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der US-A-4,663,917 vorbekannt.
Die US-A-4,391,081 zeigt eine Strippereinrichtung für eine Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine, bei welcher die Bewegung der Stripperwerkzeuge und der Querschweißbacken miteinander gekoppelt ist. Die Querschweißbacken sind über einen Viergelenkmechanismus oder Scherenmechanismus bewegbar, wobei die Auf- und Abbewegung der Stripperwerkzeuge durch die Öffnungs- und Schließbewegung der Querschweißbacken hervorgerufen wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht, bedingt durch die starre Koppelung der Auf- und Abbewegung der Stripperwerkzeuge, keine Anpassung und Optimierung des Strippvorganges hinsichtlich des Siegelvorganges.
Bei der Ausbildung der Kopfnaht und der Bodennaht mittels eines Paares von Quersiegelbacken ist es erforderlich, den Siegelbereich des Folienschlauches freizuhalten von Resten des zu verpackenden Gutes. Insbesondere bei sperrigem Gut, wie beispielsweise Kartoffelchips, besteht die Gefahr, daß nach dem Befüllen des durch die Bodennaht geschlossenen, oben noch offenen Beutels das Produkt nicht gleichmäßig in den Beutel fällt. Aus diesem Grunde werden Stripperwerkzeuge verwendet, welche, meist in Form eines Paares von Balken, längs des Beutels nach unten gestreift werden, um das Produkt vollständig in den Beutel und aus dem Bereich der Boden- und Kopfnaht zu transportieren.
Bedingt durch den technischen Ablauf einer derartigen Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine, bei welcher der Folienschlauch im wesentlichen kontinuierlich die Maschine durchläuft, ist es erforderlich, daß die Strippereinrichtung in ihrem Bewegungsablauf so ausgebildet ist, daß die Stripperwerkzeuge zusätzlich zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Folienschlauches eine Abstreifbewegung ausführen können. Weiterhin ist es systembedingt nötig, den Abstreifvorgang im Schließbereich der Quersiegelbacken durchzuführen. Die Strippereinrichtung muß somit bei geöffneten Quersiegelbacken in den zwischen diesen und dem Folienschlauch gebildeten Freiraum eingebracht werden. Nachfolgend werden die Stripperwerkzeuge geschlossen und damit gegen den Folienschlauch angelegt und anschließend nach unten bewegt. Daraus ergibt sich, daß während des Einsatzes der Strippereinrichtung die Quersiegelbacken geöffnet bleiben müssen. Die zur Verfügung stehende Taktzeit begrenzt somit die Quersiegelzeit und die Zeit, in welcher die Strippereinrichtung im Einsatz ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strippereinrichtung der genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Anwendbarkeit eine Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit der Strippereinrichtung so ermöglicht, daß die Zeit für den Strippvorgang und den Siegelvorgang maximiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Strippereinrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da erfindungsgemäß die Stripperwerkzeuge an einem Schlitten gelagert sind, welcher mittels des Kurbelantriebs bewegbar ist, ist es möglich, die Stripperwerkzeuge in direkter Zuordnung zu der Bewegung der Querschweißbacken in den Zwischenraum zwischen den geöffneten Querschweißbacken hineinzufahren bzw. aus diesem zu entfernen. Hierdurch wird zum einen vermieden, daß die Stripperwerkzeuge mit den Querschweißbacken kollidieren, zum anderen brauchen keine zusätzlichen Steuerungs- und/oder Antriebsmittel vorgesehen werden, um die Strippereinrichtung selbst zu betätigen.
Erfindungsgemäß sind der Antrieb der Querschweißbacken und die Antriebseinrichtung der Stripperwerkzeuge phasenverschoben miteinander zu einem gemeinsamen Antrieb gekoppelt. Hierdurch ist es möglich, mittels eines gemeinsamen Antriebes beide Bauelement-Gruppen zu betätigen. Dies führt zu einer erheblichen Vereinfachung der Schlauchbeutel-Verpackungsmaschine. Die phasenverschobene Koppelung bewirkt einen exakt angepaßten und eingestellten Bewegungsablauf. Es ist somit sichergestellt, daß die lineare Stripper-Bewegung phasenverschoben zu der kreisförmigen Bewegung der Quersiegelbacken erfolgt. Die Quersiegelbacken sind jeweils an Lagerhebeln gelagert, welche eine im wesentlichen kreisbogenförmige Drehbewegung durchführen, so daß die Siegelbacken auf einer Kreisbahn, bevorzugterweise auf einer D-förmigen Kreisbahn, welche in Richtung auf den Folienbeutel abgeflacht ist, bewegt werden. Die Stripperwerkzeuge werden während eines Zyklus geöffnet und geschlossen, d.h. von dem Folienschlauch getrennt bzw. zum Abstreifen gegen diesen angelegt. Eine weitere Bewegung der Stripperwerkzeuge erfolgt in Längsrichtung des Folienschlauches, wobei diese Bewegung der Stripperwerkzeuge mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgt, um den Beutel abzustreifen. Zu diesem Zwecke wird der Schlitten, an welchem die Stripperwerkzeuge gelagert sind, in Längsrichtung der Beutel-Längsachse hin- und herbewegt, wobei diese Bewegung beispielsweise durch einen Kurbelbetrieb erzeugt wird, der mit der Drehbewegung der Hebel zu Lagerung der Querschweißbacken antriebsmäßig gekoppelt ist. Mit dem Kurbeltrieb ist weiterhin ein Kurvenbahnmechanismus verbunden, welcher das Öffnen und Schließen der Stripperwerkzeuge bewirkt. Nachfolgend wird die Strippereinrichtung im einzelnen detailliert erörtert.
Weiterhin ergibt sich ein sehr wichtiger Vorteil der Erfindung dadurch, daß der Kurbelantrieb Mittel zur Änderung des Kurbelhubs umfaßt. Daraus folgt, daß der Kurbelhub während einer Umdrehung, d.h. während eines Arbeitstaktes nicht in üblicher Weise konstant bleibt. Es wird hierdurch die Möglichkeit eröffnet, die Längsbewegung des Schlittens jeweils mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchzuführen. Die Strippereinrichtung kann somit mit einer langsamen Geschwindigkeit nach oben in den Freiraum zwischen die geöffneten Quersiegelbacken eingeführt werden, während der nach unten gerichtete Abstreif- oder Stripphub mit relativ hoher Geschwindigkeit erfolgen kann. Die weder für den Quersiegelvorgang noch für den Strippvorgang nutzbaren Zeitanteile eines Taktes lassen sich somit minimieren.
Die Stripperwerkzeuge sind bevorzugterweise mit einer Kurvenantriebseinrichtung betätigbar, wobei eine Kurvenbahn oder Kurvenscheibe verwendbar sind. Es erübrigt sich hiermit ein zusätzlicher Antrieb, so daß sich auch hierdurch eine wesentliche Vereinfachung der gesamten Ausgestaltung ergibt. Somit wird nur ein Antrieb verwendet, um die Siegelbacken anzutreiben und die Stripperwerkzeuge zu synchronisieren.
Weiterhin kann es günstig sein, wenn Sicherheitsmitnehmer vorgesehen sind, welche kurvenförmig ausgebildet sein können, um die Stripperstangen rechtzeitig zu schließen, wenn der Schließimpuls nicht rechtzeitig ausgelöst wird oder ganz ausbleibt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Luftversorgung für den Schließzylinder nicht vorschriftsmäßig arbeitet.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn eine Sicherheitsschaltung verwendet wird, welche die Antriebseinrichtung der Stripperwerkzeuge und den Antrieb der Querschweißbacken steuert. Diese Sicherheitsschaltung umfaßt bevorzugterweise einen Sensor, welcher den Öffnung- bzw. Schließvorgang der Stripperwerkzeuge überprüft. Bei Fehlern der Synchronisation zwischen der Dosiereinrichtung und der Verpackungsmaschine kann es vorkommen, daß ein Beutel aufgrund einer ausgelösten Doppelschüttung im Siegelbereich mit Produkt gefüllt ist. In diesem Falle treffen die Stripperwerkzeuge auf einen prall gefüllten Beutel und sind nicht in der Lage, das Produkt nach unten zu drücken. Die Stripperwerkzeuge verharren somit zwangsläufig in der geöffneten Stellung. Die nachfolgend in Betrieb gesetzten Querschweißbacken würden nunmehr die Stripperwerkzeuge treffen und den gesamten Mechanismus zerstören. Um dies zu verhindern, wird ein Sensor verwendet, beispielsweise in Form eines induktiven Sensors, welcher auf den Pneumatikzylinder zur Betätigung der Stripperwerkzeuge montiert ist. Der Kolben des Pneumatikzylinders kann beispielsweise mit einem magnetischen Material versehen sein, welches in dem induktiven Sensor ein Signal erzeugt. Bei dem beschriebenen Fall führt die Sicherheitsschaltung zu einer Ausschaltung des Backen- und Stripperantriebes, wenn der Kolben des Pneumatikzylinders den Sensor nicht passiert hat. Die Position des Sensors kann beliebig gewählt werden. Es sind auch optische Überwachungsmittel verwendbar.
In einer weiteren, besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kurbelantrieb eine mit ihrem freien Ende schwenkbar an dem Schlitten gelagerte Antriebsstange umfaßt, welche mit ihrem anderen Ende mittels eines Führungsbolzens schwenkbar an einer drehbaren Kurbel gelagert ist, und daß der Führungsbolzen längs der Kurbel verschiebbar angebracht ist. Durch die Verschiebung des Führungsbolzens der Antriebsstange relativ zu der Kurbel kann die wirksame Länge der Kurbel auf besonders einfache Weise variiert werden, so daß sich eine Änderung des Arbeitshubes oder Kurbelhubes und damit eine Änderung der Geschwindigkeit des Schlittens bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Kurbel ergeben.
Um die Verschiebung des Führungsbolzens längs der Kurbel zu erleichtern, ist vorgesehen, daß der Führungsbolzen in einem Langloch der Kurbel geführt ist. Diese Konstruktion ist insbesondere bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten und sehr kurzen Taktzeiten besonders günstig.
Um die Verschiebung des Führungsbolzens längs der Kurbel in geeigneter Weise zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn im Bereich der Kurbel ein Kurvenbahnelement gelagert ist, an welchem der Führungsbolzen geführt ist. Das Kurvenbahnelement kann beispielsweise in Form einer Kurvenscheibe oder eines Führungsnockens ausgestaltet sein. An der Kurvenbahn der Kurvenscheibe wird somit bei jeder Umdrehung der Kurbel der Führungsbolzen geführt. Besonders günstig ist es dabei, wenn der Führungsbolzen mittels eines Vorspannelementes gegen die Führungsbahn der Kurvenscheibe vorgespannt ist. Es ergibt sich hierdurch eine besonders einfache Ausgestaltung der Kurvenscheibe. Alternativ dazu ist es auch möglich, den Führungsbolzen in einer umlaufenden Nut oder einer ähnlichen Kurvenbahn allseitig aufzunehmen und zu führen.
Die Kurvenscheibe ist bevorzugt im Bereich der Drehachse der Kurbel gelagert, wobei die Lagerung so ausgebildet ist, daß die Kurvenscheibe nicht zusammen mit der Kurbel drehbar ist. Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Kurvenscheibe austauschbar ausgebildet ist, hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, die Bewegung der Stripperwerkzeuge an unterschiedliche Produktionsbedingungen, beispielsweise Beutelgrößen oder Strippvorgaben anzupassen.
Der ellipsoidartige Bereich bringt eine größere Kurbellänge mit sich, um den Schlitten mit langsamer Bewegung zwischen die geöffneten Querschweißbacken nach oben zu verfahren, während der kreisbogenartige Bereich dazu dient, den Schlitten während des Strippvorganges sehr schnell nach unten zu bewegen.
Um die Stripperwerkzeuge in üblicher Weise öffnen bzw. schließen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Antriebseinrichtung zur Betätigung der Stripperwerkzeuge in Form eines an dem Schlitten gelagerten Pneumatikzylinders ausgebildet ist. Dieser Antrieb ist zum einen mit einem relativ geringen Gewicht auszuführen, zum anderen kann die Luftzufuhr über flexible Schläuche auf sehr einfache Weise erfolgen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Die in den Figuren dargestellte Strippereinrichtung zeigt einen über ein Füllrohr oder Formatrohr 16 zugeführten Folienschlauch 25 vor dem Ausbilden einer Boden- bzw. Kopfnaht durch ein Paar von Querschweißbacken 24 abzustreifen. Hierfür umfaßt die Strippereinrichtung zwei Stripperwerkzeuge 14, welche im wesentlichen in Form zueinander paralleler stangenartiger Elemente ausgebildet sind. Die Stripperwerkzeuge 14 sind jeweils an einem Hebel 18 gelagert, wobei die beiden Hebel 18 scherenartig an einem gemeinsamen Gelenkpunkt miteinander verbunden sind, so wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. An den freien Enden der Hebel 18 sind weitere Hebel 19 angelenkt, so daß sich durch eine Änderung des Abstandes der Schwenkachsen der Hebel 18 und der Hebel 19 ein Öffnen und Schließen der Stripperwerkzeuge 14 ergibt. Die Fig. 2 zeigt in durchgezogenen Linien die Stripperwerkzeuge im geöffneten Zustand, während die strichlierten Linien die Stripperwerkzeuge in einem geschlossenen Zustand darstellen.
Das Öffnen und Schließen der Stripperwerkzeuge erfolgt über eine Antriebseinrichtung 15, welche in Form eines Pneumatikzylinders ausgebildet ist. Dieser wird über eine in Fig. 3 nur schematisch dargestellte Luftzufuhr 20 betätigt.
Der Pneumatikzylinder sowie die Stripperwerkzeuge 15 und die Hebel 18, 19 sind an einem Schlitten 13 gelagert, welcher längs einer Führungsschiene 10 in Längsrichtung des Folienschlauchs 25 verschiebbar ist. Am unteren Bereich des Schlittens 13 ist eine Lagerung 12 ausgebildet, an welcher schwenkbar eine Antriebsstange 9 angelenkt ist. Das Ende der Antriebsstange 9 umfaßt, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, einen Führungsbolzen 8, welcher in einem Langloch 7 einer Kurbel 6 verschiebbar geführt ist. Wie die Fig. 3 zeigt, ist der Führungsbolzen 8 in dem Langloch 7 mittels einer Führungsbuchse 22 geführt. Die Kurbel 6 ist an einem im einzelnen nicht gezeigten Maschinengestell schwenkbar gelagert und fest mit einer Zahnriemenscheibe 5 verbunden, über welche ein Zahnriemen 2 geführt ist. Dieser wiederum läuft über eine Zahnriemenscheibe 1, welche Teil des Antriebs der Quersiegelwerkzeuge ist. Es ist somit eine Synchronisation der Bewegung des Schlittens 13 und damit der Stripperwerkzeuge 14 in Abhängigkeit von der Bewegung der Querschweißbacken 24 sichergestellt.
Am freien Ende des Führungsbolzens 8 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Nockenrolle 21 gelagert, welche auf einem im einzelnen noch zu beschreibenden Kurvenbahnelement 4 abrollt. Um den Führungsbolzen 8 und damit die Nockenrolle 21 gegen den Außenumfang des Kurvenbahnelementes 4 zu drücken, ist ein Vorspannelement (Feder) vorgesehen, welches mit einem Ende an dem Führungsbolzen 8 und mit dem anderen Ende an der Drehachse 26 der Kurbel 6 befestigt ist.
Das Kurvenbahnelement 4, welches scheibenförmig ausgebildet ist, ist nicht drehbar, jedoch auswechselbar an einem Gehäuse 17 des Backenstocks der Quersiegelbacken angebracht, wobei, wie in Fig. 3 ersichtlich ist, die Befestigung des Kurvenbahnelementes 4 im Bereich der Drehachse 26 erfolgt.
Die Fig. 1 zeigt das Kurvenbahnelement 4 in der Seitenansicht. Aus dieser Darstellung ergibt sich, daß die linke Hälfte des Kurvenbahnelementes 4 im wesentlichen kreisförmig ausgestaltet ist, während die rechte Hälfte ellipsoidartig ist. Die kreisbogenförmige Seite des Kurvenbahnelementes 4 führt während des Strippvorganges zu einer relativ schnellen Verschiebung des Schlittens 13 nach unten, während die ellipsoidartige Seite die wirksame Kurbellänge 6 vergrößert und somit zu einer langsameren Aufwärtsbewegung des Schlittens 13 führt.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindung, bei welchem der Antrieb für die lineare Bewegung der Stripperwerkzeuge phasenverschoben zu der Bewegung der Querschweißbacken 24 erfolgt. Die Darstellung der Fig. 4 ist stark schematisiert, so daß nur die wesentlichsten Bauelemente gezeigt sind. Die Querschweißbacken sind jeweils an einem Hebel 100 gelagert, wobei jeweils zwei Hebel 100 übereinander angeordnet sind, so daß sich, zusammen mit den Drehachsen der beiden Hebel 100 und einer jeweils gelenkig an diesen Hebeln 100 gelagerten Koppelstange 101 ein Viergelenkmechanismus ergibt. Die Koppelstange 101 ist mit der Querschweißbacke 24 verbunden. Letztere verfügt, wie aus dem Stand der Technik bekannt, zusätzlich über Heizeinrichtungen. Weiterhin ist es möglich, den Querschweißbacken, welche bevorzugterweise doppelt ausgebildet sind, eine Trenneinrichtung in Form eines Perforierers oder Messers zuzuordnen.
Wie durch den Bewegungskreis 102 dargestellt, dreht sich die im einzelnen nicht gezeigte Antriebswelle, auf welcher der Hebel 100 aufgesetzt ist, in vorgegebene Richtung. Gekoppelt mit dieser Bewegung wird ein Antriebshebel 103 in Drehung versetzt, welcher bei 104 drehbar gelagert ist. Durch die Drehbewegung des Hebels 100 ergibt sich auch eine Drehbewegung des Antriebshebels 103.
Der Antriebshebel 103 ist über einen Lenker 104, welcher längenveränderbar ausgebildet ist, mit einem Stripperwerkzeugmechanismus verbunden, welcher wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, ausgebildet ist.
Zusätzlich ist eine Zugstange 105 vorgesehen, welche an dem Stripperwerkzeug-Mechanismus, beispielsweise dem Schlitten 13 angelenkt ist. Das untere Ende der Zugstange 105 läuft in einer Kurvenbahn 106. Die Zugstange 105 dient zum Schließen bzw. Öffnen der Stripperwerkzeuge 14. Die Kurvenbahn 106 weist beispielsweise einen Bereich 106A auf, welcher den Schließvorgang bewirkt, während in einem Bereich 106B die Stripperwerkzeuge 14 geöffnet sind. Der innenliegende Bereich 106C der Kurvenbahn 106 ist ein Bereich, bei welchem die Stripperwerkzeuge 14 geschlossen sind.
Anstelle der Kurvenbahn 106 kann auch eine Kurvenscheibe verwendet werden.
Durch die Verwendung einer Kurvenbahn 106 oder einer Kurvenscheibe kann ein zusätzlicher Antrieb eingespart werden.
Die Drehbewegung des Hebels 100 und des Antriebshebel 103 sind erfindungsgemäß phasenverschoben, beispielsweise um 37 Grad.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen jeweils unterschiedliche Betriebsabläufe, der in Fig. 4 gezeigten Anordnung. In Fig. 5 ist ein Vorgang gezeigt, bei welchem die Stripperwerkzeuge 14 bei geöffneten Quersiegelbacken 24 nach oben verschoben sind und sich in einem Zustand befinden, in welchem der Schließvorgang der Stripperwerkzeuge 14 eingeleitet wird, wie dies durch die Pfeile dargestellt ist. Die Fig. 6 zeigt einen geschlossenen Zustand der Stripperwerkzeuge 14, in welchem die nach unten gerichtete Abstreifbewegung beginnt. Die Fig. 7 zeigt einen Betriebszustand, bei welchem der Abstreifvorgang weiter abgelaufen ist, während die Fig. 8 das Ende des Betriebszyklus zeigt, in welchem die beiden Quersiegelbacken 24 gegeneinander gepreßt werden, während sich die Stripperwerkzeuge 14 auseinander bewegen, um den Folienbeutel freizugeben. Aus dem Bewegungsablauf der Fig. 5 bis 8 ergibt sich die Drehbewegung des Antriebshebels 103 sowie der Hebel 100. Weiterhin ist aus der Stellung der Zugstange 105 ersichtlich, in welchem Bereich der in den Fig. 5 bis 8 nicht gezeigten Kurvenbahn 106 der Endbereich der Zugstange 105 geführt ist.